污泥碳化處理工藝探析
污泥碳化就是對有機廢棄物進行熱分解處理的一類工藝。根據(jù)工藝流程以及產(chǎn)品特征,這類工藝可能有不同的名稱,如碳化、炭化、熱解、裂解、干餾、焦化、氣化、熱裂、熱裂解、高溫裂解等。其基本原理都是在可控條件下使有機質(zhì)受熱分解,工藝所具有的共同特征是廢棄物(如污泥)應(yīng)首先降低水分(前置干燥),才能進行熱解處理,在高溫處理過程中,通過限制供氧量,實現(xiàn)有限燃燒,部分有機質(zhì)發(fā)生解聚,形成可燃氣體。
這種有機質(zhì)的熱分解過程在原理上與工業(yè)煉焦有極端相似之處。煉焦以獲得焦炭(固體部分)和煤化工產(chǎn)品(來自氣體的進一步提純處理)為目標(biāo)的。污泥熱解也產(chǎn)生固體和氣體兩部分,當(dāng)強調(diào)固體是具有熱值的產(chǎn)品時,可能會以“碳化”、“炭化”稱之。當(dāng)強調(diào)污泥熱解的氣體作為產(chǎn)品時(用于燃氣輪機),可能會以“氣化”稱之。作為一種廢棄物處理工藝,熱解所產(chǎn)生的氣體均是被燃燒掉的,作為整個熱解系統(tǒng)能量來源的一部分,以降低對外來補充能源的需求
此工藝流程相對復(fù)雜些,有4個熱工裝置(預(yù)熱爐、再燃爐、備用爐、脫臭爐),一個以污泥為燃料的熱工裝置(碳化爐),一個干化裝置(干燥器),2個間接氣-氣換熱器(空預(yù)器和臭氣預(yù)熱器),1個冷凝器。工藝的關(guān)鍵,在于燃燒所產(chǎn)生的煙氣量及其含濕量。煙氣量和煙氣含水量與燃料和過?諝庀禂(shù)的取值相關(guān)。通過計算重油和污泥有機質(zhì)、過剩空氣系數(shù),最終計算得到的干煙氣量與水分值,應(yīng)與干燥器入出口的煙氣量和水分相關(guān)。
對污泥進行熱分解是一類技術(shù),有不同的名稱,但總的原理是類似的,都首先要干化,然后是熱解,熱解的能量被利用。能量不足的部分需要補充。在能量平衡的性質(zhì)上,它與干化+焚燒其實是類似的。從有機質(zhì)利用的角度看,熱解后最終氣化的氣體仍然是被焚燒的,因此存在焚燒煙氣的處理問題。從整個系統(tǒng)平衡的角度看,污泥碳化工藝是相對合理的,終歸干燥器升水蒸發(fā)量的干空氣用量才4.3kg/kg.H2O,當(dāng)然,需要有足夠高的溫度,否則干化是無法完成的。