高灰分城市污泥熱解制油及分級冷凝研究.pdf

1、到2015年我國城鎮(zhèn)污水處理總量將超過700億立方米，脫水污泥年產(chǎn)量將超過4400萬噸。傳統(tǒng)的污泥處理處置方法已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需求，迫切需要研發(fā)大規(guī)模、低污染處理處置城市污泥的經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)。本文通過試驗研究和工藝模擬，研發(fā)出一種適合高灰分污泥的熱解制油工藝，并將結(jié)果用于50t/d污泥熱解工業(yè)示范裝置的設(shè)計。
　　利用污泥熱解自身固態(tài)剩余物，即污泥熱解殘?zhí)刻娲Ｒ?guī)礦物質(zhì)作為催化劑，進(jìn)行了高灰分污泥的催化熱解基礎(chǔ)試驗研究，考察了污泥

2、熱解高熱值上層油產(chǎn)率、組分分布及物化特性隨熱解殘?zhí)看呋瘎┗旌媳壤黾拥淖兓?guī)律。結(jié)果顯示，隨著污泥熱解殘?zhí)看呋瘎┨砑颖壤?wt.％增加到200wt.％，熱解炭產(chǎn)率由61.4wt.％降低到了52.6wt.％，上層油的產(chǎn)率由6.86wt.％降低到了3.5wt.％。這表明污泥熱解殘?zhí)康拇呋Ч偷V物質(zhì)催化劑類似，不僅能夠促進(jìn)污泥中有機(jī)質(zhì)的揮發(fā)，而且能夠促進(jìn)熱解蒸汽中大分子物質(zhì)的二次裂解。在水平管式爐反應(yīng)器中進(jìn)行了楊木屑和污泥共熱解特性研究。

3、結(jié)果表明在楊木屑混合比例為15wt.％時的上層油熱值(28.6MA/kg)和粘度最高(65cSt)。分析發(fā)現(xiàn)污泥中高含量的灰分和不斷增加的料層厚度能夠促進(jìn)木質(zhì)素向多種酚類物質(zhì)的演變。結(jié)果表明楊木屑的加入對污泥熱解油性質(zhì)影響較小，將楊木屑與污泥共熱解是一種可行的提高污泥熱解炭利用價值的方法。
　　利用基礎(chǔ)試驗的數(shù)據(jù)設(shè)計并建造了內(nèi)徑100mm，高6m的循環(huán)流化床熱解反應(yīng)器，在其中進(jìn)行了高灰分污泥的熱解制油試驗研究。實現(xiàn)了循環(huán)流化床熱解

4、系統(tǒng)連續(xù)、長時間的運行，通過污泥熱解殘?zhí)康亩啻窝h(huán)，獲得了可用于提取化工原料的富含含氮雜環(huán)類物質(zhì)的污泥熱解油。結(jié)果表明在使用大顆粒粒徑污泥(1～2mm)的試驗中，低流化風(fēng)速(1.13m/s)和高加料速度(10.78kg/h)的工況下獲得的熱解油中含氮雜環(huán)類物質(zhì)含量最高，達(dá)到62.99％。
　　研究了不同冷凝方式對污泥熱解油回收效果的影響，在中低固體循環(huán)倍率下運行循環(huán)流化床反應(yīng)器，通過使用兩級噴淋的分級冷凝方式，并分別控制噴淋塔氣體

5、出口溫度在44.2℃和14.9℃，在第一級噴淋塔中回收可用做燃料油的高熱值污泥熱解油(25.7MJ/kg)，在第二級噴淋塔中回收可用于提取化工原料的富含含氮雜環(huán)化合物的熱解油，實現(xiàn)了污泥熱解油中不同用途組分的分級回收。提出了在同一個循環(huán)流化床中通過控制固體循環(huán)倍率來獲得不同用途污泥熱解油的方法，即若是以得到可用做燃料油的熱解油為目標(biāo)，必須采用中低固體循環(huán)倍率;而若是以得到可用于提取化工原料的熱解油為目標(biāo)，則應(yīng)采用高固體循環(huán)倍率。