[發(fā)明專利]一種減少排放的污泥處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010594360.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111777309A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳正舜;陳梁;姬夢(mèng)欣;鄭蓮蓮;吳海波;任少輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中師范大學(xué);武漢帝禾新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F11/13
• 分類號(hào): C02F11/13;C02F11/10;C10B53/00;C02F101/36
• 代理公司: 武漢領(lǐng)君知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42248
• 代理人: 汪俊鋒

本發(fā)明屬于能源與環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種減少排放的污泥處理方法。將生物質(zhì)原料與干燥污泥混合進(jìn)入到熱解氣化反應(yīng)器中，通入空氣進(jìn)行熱解，熱解的氣體產(chǎn)物作為合成氣使用；熱解后的殘?zhí)客ㄟ^(guò)螺旋進(jìn)料器進(jìn)入到燃燒反應(yīng)器中，通入空氣燃燒，燃燒反應(yīng)器產(chǎn)生的熱量供給熱解氣化反應(yīng)器；燃燒反應(yīng)器產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入污泥干燥器干燥濕污泥，干燥后的干燥污泥與生物質(zhì)原料混合，殘?zhí)咳紵螽a(chǎn)生的殘?jiān)懦鲇米魉嗌a(chǎn)的原料。本發(fā)明避免了燃燒時(shí)二噁英以及NOx等污染物的產(chǎn)生；另一方面，通過(guò)污泥本身攜帶的重金屬元素以及自身的熱解碳對(duì)熱解過(guò)程中產(chǎn)生的焦油起到了原位催化裂解的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源與環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種減少排放的污泥處理方法。

背景技術(shù)

城市污泥以及水處理廠產(chǎn)生的大量污泥含水率高，成分復(fù)雜，常規(guī)處理方法是將其干燥后加以焚燒，而脫水、干化環(huán)節(jié)需要消耗大量的外加能源，且焚燒過(guò)程中容易產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題。

二噁英是污泥處理過(guò)程中危害較大的污染排放物之一。其中，二噁英是多氯二苯并對(duì)二噁英PCDDs及多氯二苯并呋喃PCDFs這兩類化合物的統(tǒng)稱。二噁英可以由化學(xué)結(jié)構(gòu)不相近的化合物聚苯乙烯、纖維素、木質(zhì)素、煤和顆粒碳與氯源反應(yīng)生成，更重要的是碳、氫、氧和氯等元素通過(guò)基元反應(yīng)生成二噁英。

本發(fā)明創(chuàng)造性地提出將污泥與生物質(zhì)協(xié)同反應(yīng)的方法旨在解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種減少二噁英排放的污泥處理方法。

有關(guān)二噁英在污泥焚燒過(guò)程中的生成機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，迄今為止國(guó)內(nèi)外的研究成果還不足以完全解釋此問(wèn)題，已知的生成機(jī)理可能是前驅(qū)物的異相催化反應(yīng)、重新合成反應(yīng)、高溫生成機(jī)理等。即有機(jī)物在不完全燃燒的情況下(700℃左右)可生成芳烴，若同時(shí)還有少量氯化物和催化劑存在，它們就會(huì)在300—700℃左右相互反應(yīng)而可生成二噁英。在焚燒過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)中二噁英是由苯環(huán)與氧、氯等組成的芳香族化合物產(chǎn)生的。此外，反應(yīng)生成二噁英時(shí)，飛灰可以被看作碳源、催化劑和氯源，顆粒上碳的氧化反應(yīng)可以形成PCDDs和PCDFs。

因此，為了抑制二噁英污染物的生成，通過(guò)控制氯氣的生成來(lái)控制其與有機(jī)芳烴化合物發(fā)生與氫的取代反應(yīng)生成二噁英，而氯氣具有強(qiáng)氧化性，在還原性氛圍下是不可能有氯氣存在的，因此，控制污泥熱解條件的反應(yīng)氛圍，從源頭上控制二噁英的生成，可以將污泥熱解氣化產(chǎn)生的污染物進(jìn)行降解或分解處理使其變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。此外，在還原性氛圍下因下列反應(yīng),還起到了抑制NOx污染物的排放的作用。

2NO+2CO＝2CO₂+N₂

本發(fā)明正是基于上述原理提出的，該方法將傳統(tǒng)的污泥熱解氣化與燃燒混合在一起的過(guò)程分隔出來(lái)，形成兩個(gè)穩(wěn)定的熱解氣化-焚燒步驟，并將污泥和生物質(zhì)混合，協(xié)同反應(yīng)。

進(jìn)一步地，污泥與生物質(zhì)協(xié)同熱解氣化過(guò)程中的能量來(lái)至氣化后產(chǎn)生的殘?zhí)咳紵a(chǎn)生的能量。

具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

將生物質(zhì)原料與干燥污泥混合進(jìn)入到熱解氣化反應(yīng)器中，熱解的氣體產(chǎn)物從熱解氣化反應(yīng)器的氣體出口排出，可作為合成氣使用；

熱解后的殘?zhí)繌臒峤夥磻?yīng)器的固體出口排出，再通過(guò)螺旋進(jìn)料器進(jìn)入到燃燒反應(yīng)器中，通入空氣燃燒，燃燒反應(yīng)器產(chǎn)生的熱量供給熱解氣化反應(yīng)器；

燃燒反應(yīng)器產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入污泥干燥器干燥濕污泥，干燥后的干燥污泥與生物質(zhì)原料混合進(jìn)入熱解氣化反應(yīng)器，殘?zhí)咳紵笞兂蓺堅(jiān)扇紵磻?yīng)器排出用作水泥生產(chǎn)的原料。

所述熱解氣化反應(yīng)器內(nèi)溫度可通過(guò)污泥與生物質(zhì)在熱解反應(yīng)器中的移動(dòng)的速度來(lái)控制，其熱解溫度在600-700℃。

所述燃燒反應(yīng)器的溫度通過(guò)過(guò)量空氣系數(shù)來(lái)控制其燃燒溫度為800-850℃。