WATER8848前言:污泥碳化技術(shù)是一種將污泥轉(zhuǎn)化為高碳含量固體燃料或其他價(jià)值化產(chǎn)品的技術(shù)。它可以有效地解決污泥處理和資源回收的問(wèn)題,減少對(duì)土地和水資源的污染和浪費(fèi)。
目前,污泥碳化技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用和研究。它已經(jīng)在一些國(guó)家的污水處理廠得到商業(yè)化應(yīng)用,取得了一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。一些國(guó)家還制定了相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn),鼓勵(lì)和規(guī)范污泥碳化技術(shù)的發(fā)展。
污泥碳化技術(shù)的發(fā)展前景廣闊。首先,隨著城市化進(jìn)程的加快和污水處理量的增加,污泥產(chǎn)量將會(huì)持續(xù)增加,需要更有效的處理方法。其次,碳化后的產(chǎn)品可以作為替代煤炭的燃料,具有潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境效益。此外,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,污泥碳化技術(shù)還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域,如農(nóng)業(yè)肥料生產(chǎn)和土壤改良等。
然而,污泥碳化技術(shù)仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先,技術(shù)的成本和能耗較高,需要進(jìn)一步降低以提高經(jīng)濟(jì)性。其次,碳化過(guò)程中可能產(chǎn)生有害氣體和副產(chǎn)物,需要采取有效的控制措施。此外,法律法規(guī)和社會(huì)認(rèn)可度也是推廣該技術(shù)的重要因素。
總的來(lái)說(shuō),污泥碳化技術(shù)在解決污泥處理和資源回收方面具有重要的意義和潛力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,相信它將在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。
污泥碳化技術(shù)是一種新型的污泥處理技術(shù),其通過(guò)將污泥中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳質(zhì)材料,實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化利用。目前,污泥碳化技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和研究。
現(xiàn)狀方面,污泥碳化技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。一些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)展了污泥碳化技術(shù)的研究和應(yīng)用,例如歐洲、北美和亞洲的一些國(guó)家。這些研究主要集中在污泥碳化技術(shù)的工藝優(yōu)化、產(chǎn)物性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域等方面。同時(shí),一些企業(yè)也開(kāi)始嘗試將污泥碳化技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,以實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。
然而,污泥碳化技術(shù)仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)。首先,污泥碳化技術(shù)的成本較高,需要投入大量的資金和設(shè)備。其次,污泥碳化技術(shù)的產(chǎn)物性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步研究和探索。此外,污泥碳化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還需要考慮其對(duì)環(huán)境的影響和可持續(xù)性等問(wèn)題。
展望未來(lái),污泥碳化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。隨著環(huán)保意識(shí)的提高和資源化利用的需求增加,污泥碳化技術(shù)將得到更多的關(guān)注和支持。未來(lái),污泥碳化技術(shù)有望在以下方面取得更大的進(jìn)展:
-
技術(shù)創(chuàng)新:通過(guò)深入研究污泥碳化技術(shù)的工藝原理和反應(yīng)機(jī)理,開(kāi)發(fā)更加高效、低成本的污泥碳化技術(shù)。
-
產(chǎn)物應(yīng)用拓展:進(jìn)一步拓展污泥碳化產(chǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域,例如作為燃料、土壤改良劑、吸附材料等,以提高污泥資源化利用的價(jià)值。
-
政策支持:政府可以加大對(duì)污泥碳化技術(shù)的支持和投入,制定相關(guān)政策和法規(guī),推動(dòng)污泥碳化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
-
環(huán)保要求提高:隨著環(huán)保要求的不斷提高,污泥碳化技術(shù)將成為一種更加環(huán)保和可持續(xù)的污泥處理方式,得到更廣泛的應(yīng)用。
總之,污泥碳化技術(shù)作為一種新型的污泥處理技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的潛力。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,污泥碳化技術(shù)將在污泥處理領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
吳云生 北控水務(wù)集團(tuán)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心副總工
本文來(lái)源于吳云生副總工題為“國(guó)內(nèi)外市政污泥熱解炭化技術(shù)發(fā)展與工程案例”的報(bào)告,由吳云生副總工供稿,本文作者:吳云生、金瀟、蔣紅與。
主要分以下四個(gè)部分:
-
市政污泥熱解炭化技術(shù)簡(jiǎn)介;
-
國(guó)外熱解和氣化技術(shù)發(fā)展與工程案例;
-
國(guó)內(nèi)熱解炭化技術(shù)發(fā)展與工程案例;
-
總結(jié)和思考。
01
市政污泥熱解炭化技術(shù)簡(jiǎn)介
我們首先說(shuō)一下“炭”和“碳”字的區(qū)別,目前國(guó)內(nèi)叫法上還不太一致,我們特意查閱相關(guān)文獻(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),“碳”主要是指碳元素,“碳化”是指同碳元素化合,與溶液中通過(guò)CO2生成碳及碳酸鹽的過(guò)程,構(gòu)詞法與“硫化”“氧化”(狹義)相同。“炭”是指經(jīng)過(guò)高溫反應(yīng)生成的,以碳元素為主的化合物,但不是1500度以上高溫生成的碳結(jié)晶物質(zhì),所以“炭化”構(gòu)詞法同“液化”“固化”“氣化”類(lèi)似,指生成炭。
炭化是熱解反應(yīng)之一,熱解跟焚燒兩個(gè)概念相對(duì)來(lái)說(shuō)是并列的。什么是焚燒呢?焚燒是指有機(jī)廢棄物跟氧氣劇烈反應(yīng)生成煙氣和殘?jiān)⒎懦鰺崃窟^(guò)程。什么是熱解呢?狹義上的熱解一般是指在不向反應(yīng)器內(nèi)通入氧、水蒸汽或高溫一氧化碳的條件下,通過(guò)加熱使含碳有機(jī)物發(fā)生熱化學(xué)分解,生產(chǎn)燃料(氣體、液體和炭黑的過(guò)程),當(dāng)然熱解過(guò)程做到完全絕氧是很困難的,氣化過(guò)程中一般也會(huì)向反應(yīng)器中通入少量的空氣或水蒸氣。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的不同,熱解一般可以分為炭化、液化以及氣化。當(dāng)然在國(guó)外也有熱解、焚燒及氣化并列分類(lèi)的。
我們?cè)倏匆幌绿炕诸?lèi),一般有兩種分類(lèi)方式,一種按照溫度劃分,一種按照目標(biāo)產(chǎn)物劃分。溫度劃分的方法是來(lái)源于日本,分為低溫炭化、中溫炭化、高溫炭化。低溫炭化溫度為250-350℃,這個(gè)溫度下有機(jī)物熱解比例較低,大部分熱值保留下來(lái),炭化物主要用于燃料使用;中溫炭化溫度為400-500℃,污泥中蛋白質(zhì)和脂肪等有機(jī)物得到了一定的熱解,臭味完全消除,熱值和營(yíng)養(yǎng)元素也有一定程度的保留,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全的無(wú)害化,炭化物可以用于土壤改良和建材利用;高溫炭化溫度更高,一般指800度以上,主要用途還是做工業(yè)用品,比如說(shuō)工業(yè)用吸附劑、融雪劑等。強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),這里指的溫度是反應(yīng)終端炭化溫度。
按照資源化產(chǎn)物不同可以分為炭化產(chǎn)炭和炭化產(chǎn)油(氣)工藝,以污泥炭化物為唯一產(chǎn)物,是污泥炭化技術(shù)工程應(yīng)用的主流工藝,炭化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾氣被燃燒利用釋放熱量,以減少整個(gè)過(guò)程的能量補(bǔ)充,達(dá)到節(jié)約能源的目的。當(dāng)然還有一些工藝目標(biāo)產(chǎn)物是污泥炭化物和油(氣),主要目的是最大限度回收污泥中可資源化利用的物質(zhì),但前提條件是污泥的有機(jī)物含量足夠高,目前這種類(lèi)型的工藝路線(xiàn)工程實(shí)踐較少。
下面我們?cè)僬f(shuō)一下炭化爐主要設(shè)備形式,目前國(guó)內(nèi)外主要有這么五種設(shè)備形式,第一種就是外加熱螺旋推進(jìn)炭化爐,也屬于間接加熱形式,螺旋推進(jìn)污泥,代表制造廠家是日本巴工業(yè),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有案例;第二種是直接電加熱螺旋爐,在法國(guó)、德國(guó)以及美國(guó)有相關(guān)的案例;第三種是由回旋焚燒爐演變而來(lái)的,這個(gè)是直接輻射加熱,在日本用于高溫炭化,主要制造廠家為日本臟器株式會(huì)社;第四種是回轉(zhuǎn)式帶夾套的間接加熱爐,國(guó)內(nèi)外應(yīng)用案例最多,國(guó)內(nèi)目前案例大多數(shù)也是以這種回轉(zhuǎn)式炭化爐為主;最后就是立式多膛爐,屬于直接加熱形式,但是干化熱解載氣循環(huán)和外部熱源煙氣分開(kāi)運(yùn)行,一般載氣循環(huán)氧含量低于5%,目前主要用于低溫炭化,目前日本月島公司有一些工程應(yīng)用,國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了類(lèi)似設(shè)備。
02
國(guó)外熱解和氣化技術(shù)發(fā)展與工程案例
首先看德國(guó),德國(guó)污泥產(chǎn)量在歐洲占比20%,歐洲污泥熱法處理工藝中的45%在德國(guó),德國(guó)污泥熱法處理率從2008年的52.6%(108萬(wàn)噸)上升的2017年的69.5%(119萬(wàn)噸),2017年,修訂《污水污泥條例》(AbfKlärV)通過(guò),核心內(nèi)容是要求從污水污泥中直接回收 (要求回收率不得低于50%)或其焚燒灰中回收磷(要求回收率大于80%),要從2029年或者2032年全面禁止污泥的土地利用。在這種情況下,污泥獨(dú)立焚燒、熱解及氣化項(xiàng)目逐漸增加。
德國(guó)第一個(gè)熱解案例是采用生物質(zhì)熱解-自源炭重整技術(shù),直接加熱螺旋推進(jìn)熱解反應(yīng)器,共分為2段,第一段是熱解產(chǎn)炭,第二段對(duì)熱解炭進(jìn)行催化重整后產(chǎn)氣和產(chǎn)油。目前最大項(xiàng)目處理規(guī)模為500kg/h。
第二個(gè)工程案例是采用Pyreg®污泥熱解技術(shù),設(shè)備形式為螺旋式炭化反應(yīng)器,間接加熱形式,產(chǎn)生的熱解氣燃燒后補(bǔ)充干化及炭化熱量,最終產(chǎn)生的污泥炭進(jìn)行磷回收。德國(guó)這兩種技術(shù)單體項(xiàng)目規(guī)模都不大,值得說(shuō)明的是,歐洲生物炭標(biāo)準(zhǔn)-The European Biochar Certificate (EBC),目前最新版是2023年5月第10.3E,其中市政污泥可以作為原料制備生物炭,最新標(biāo)準(zhǔn)已不再要求生物炭含碳量(之前標(biāo)準(zhǔn)要求含碳量必須>50%)。同時(shí)對(duì)H/C比和O/C比都有明確要求。
下面我們來(lái)看一下美國(guó)熱解和氣化的工程案例。2019年美國(guó)EPA數(shù)據(jù)顯示污泥土地利用占比51%、污泥焚燒占比16%、其他處置方式占比10%,2011年3月,美國(guó)EPA出臺(tái)了針對(duì)污泥焚燒煙氣排放的新標(biāo)準(zhǔn),要求所有已建成污泥焚燒廠和新建焚燒廠執(zhí)行新的排放限值,針對(duì)不同的污泥焚燒爐執(zhí)行不同的排放限值,主要是多膛爐(MHI)和流化床焚燒爐(FBI)兩種類(lèi)型,F(xiàn)BI更嚴(yán)格。
對(duì)已建成項(xiàng)目和新建項(xiàng)目的排放要求也不一樣,以汞為例,已建成項(xiàng)目的新排放標(biāo)準(zhǔn)為0.037mg/dscm,新建項(xiàng)目的新排放限值更嚴(yán)格為0.001mg/dscm,在此情況下,美國(guó)開(kāi)始發(fā)展替代焚燒的新型工藝,其中熱解和氣化近些年來(lái)發(fā)展迅速,也是美國(guó)污泥處理處置創(chuàng)新型工藝,目前最大的工程案例規(guī)模已經(jīng)達(dá)到430噸/日。
例如,2017年硅谷清潔水公司項(xiàng)目在北美第一個(gè)工程規(guī)模的生物質(zhì)熱解項(xiàng)目開(kāi)始運(yùn)行,熱解設(shè)計(jì)處理規(guī)模為3000噸濕料/年,生物炭產(chǎn)量250噸/年,該項(xiàng)目獲得了EPA區(qū)別于污泥焚燒SSI豁免,并獲準(zhǔn)在灣區(qū)空氣質(zhì)量管理區(qū)(美國(guó)最嚴(yán)格空氣質(zhì)量管理區(qū)之一)運(yùn)行。
美國(guó)白羊座清潔能源公司開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在美國(guó)新澤西州項(xiàng)目,2019年開(kāi)始建設(shè),2022年底正式運(yùn)行,設(shè)計(jì)處理規(guī)模為430噸/日,其中污泥約30噸/日,減量程度95%,灰渣(Bio-Fly-Ash™)產(chǎn)量約22噸/日。同時(shí)該公司開(kāi)發(fā)的木質(zhì)廢棄物下行式氣化,減量程度85%,產(chǎn)生Aries GREEN® biochar,生物炭在網(wǎng)站上直接面向公眾售賣(mài)。
再來(lái)看看日本,在污染物減排和資源化利用的雙重壓力下,從上世紀(jì)90年代開(kāi)始日本開(kāi)始發(fā)展污泥炭化技術(shù),宏觀政策引導(dǎo),行業(yè)機(jī)構(gòu)、科研結(jié)構(gòu)、技術(shù)企業(yè)等聯(lián)合,陸續(xù)建設(shè)了一批中小型污泥炭化項(xiàng)目,先后出臺(tái)了相關(guān)技術(shù)指引&手冊(cè)、性能評(píng)價(jià)辦法以及炭化產(chǎn)品JIS標(biāo)準(zhǔn)
2004年,下水道新技術(shù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)和14家炭化技術(shù)企業(yè)——發(fā)布《炭化系統(tǒng)技術(shù)資料》,對(duì)這些項(xiàng)目做了全面的總結(jié),對(duì)“技術(shù)分類(lèi)、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、政策法規(guī)”等方面做出要求;
2010年,下水道新技術(shù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)基金會(huì)和東芝股份有限公司——發(fā)布《污泥熱分解燃料化系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)》,2014年,市政污泥固體燃料的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS),對(duì)污泥熱解燃料化技術(shù)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的總結(jié),并對(duì)相關(guān)的技術(shù)原理、工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、運(yùn)行管理、適用法規(guī)等做出了明確的規(guī)定,此后燃料化利用成為日本污泥炭化資源化利用的主要方向,炭化工程案例總規(guī)模也超過(guò)了2000噸/日,下面說(shuō)幾個(gè)工程案例。
日本污泥熱解炭化以低溫和中溫炭化為主,采用的爐型多為回轉(zhuǎn)式,單線(xiàn)最大規(guī)模為150噸/日,出路主要以電廠燃煤替代燃料為主,高溫炭化項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模都比較少,最終出路可以作為低品位活性炭用作吸附劑或者作為建材原料使用。
03
國(guó)內(nèi)熱解炭化技術(shù)發(fā)展與工程案例
國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研合作開(kāi)發(fā)始于2008年左右,2015年后呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì),從相關(guān)論文發(fā)表數(shù)量上來(lái)看可分為3個(gè)發(fā)展階段, 萌芽期(2008及以前)、發(fā)展期(2009~2015)、高速增長(zhǎng)期(2016~2020)。工程化應(yīng)用從2017年以后開(kāi)始加速發(fā)展,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)已建和在建的污泥熱解炭化項(xiàng)目接近20個(gè),總規(guī)模近2000噸/日,總體上分三個(gè)流派,第一個(gè)是全套引進(jìn)日本核心技術(shù),關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口,如鄂州洋瀾湖綜合治理污泥炭化項(xiàng)目;第二個(gè)是采用日本技術(shù),但核心設(shè)備基本做到了國(guó)產(chǎn)化,如枝江田園牧歌項(xiàng)目;第三個(gè)采用國(guó)產(chǎn)技術(shù),設(shè)備國(guó)內(nèi)加工制造,如青島即墨污泥炭化項(xiàng)目、安徽無(wú)為污泥炭化項(xiàng)目等。
介紹幾個(gè)典型案例,第一個(gè)是武漢湯遜湖污泥炭化項(xiàng)目,設(shè)計(jì)規(guī)模10噸/日,這是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)日本巴工業(yè)技術(shù)的項(xiàng)目,80%含水率直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)式直接干化機(jī),干化后污泥刮板進(jìn)入立式多段螺旋間接炭化爐,最終的炭渣主要用于園林綠化。
第二個(gè)典型案例是安徽無(wú)為污泥炭化項(xiàng)目,設(shè)計(jì)規(guī)模是50噸/日,技術(shù)提供方是浙江宜可歐,投資方為安徽通源,本項(xiàng)目結(jié)合國(guó)內(nèi)污泥低熱值的特點(diǎn),將進(jìn)泥含水率通過(guò)板框壓榨機(jī)降低至60%,同時(shí)采用生物質(zhì)顆粒代替天然氣,整體運(yùn)行成本得到較大幅度降低,由于煙氣排放采用相對(duì)寬松的標(biāo)準(zhǔn),煙氣處理流程相對(duì)簡(jiǎn)單。
第三個(gè)典型案例是長(zhǎng)沙經(jīng)開(kāi)區(qū)城北污水廠污泥項(xiàng)目一期工程,設(shè)計(jì)規(guī)模為50噸/日,技術(shù)提供方為湖南鼎玖,采用的是干化炭化一體爐,系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,中間輸送環(huán)節(jié)比較少,目前該項(xiàng)目二期工程也已投入運(yùn)行,設(shè)計(jì)規(guī)模120噸/日,同樣采用干化炭化一體爐,運(yùn)行成本相對(duì)較低,最終的炭渣產(chǎn)物比較多元,其中電廠燃料去向相對(duì)穩(wěn)定且需求量最大。
第四個(gè)典型案例是青島即墨污泥處置中心項(xiàng)目,該項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為 300噸/日,單線(xiàn)處理規(guī)模150噸/日,是國(guó)內(nèi)單線(xiàn)規(guī)模最大炭化項(xiàng)目,北控水務(wù)投資控股。該項(xiàng)目采用國(guó)產(chǎn)技術(shù),干化和炭化爐均為回轉(zhuǎn)式,炭渣出路為建材制磚和營(yíng)養(yǎng)土,由于該項(xiàng)目煙氣排放執(zhí)行垃圾焚燒大氣污染物排放和山東地標(biāo)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),所以煙氣處理流程相對(duì)較長(zhǎng)。目前運(yùn)行比較穩(wěn)定,綜合成本在國(guó)內(nèi)熱法處理工藝中處于較低水平。
04
總結(jié)和思考
污泥熱解炭化技術(shù)在污染物排放方面,與焚燒相比有明顯的減排優(yōu)勢(shì),污泥炭化物在資源化利用方面有良好的前景,該技術(shù)是替代污泥焚燒的重要技術(shù)之一。我國(guó)在污泥炭化技術(shù)引進(jìn)吸收、工程示范等方面已經(jīng)具有一定的基礎(chǔ),但在污泥熱解炭化關(guān)鍵技術(shù)裝備開(kāi)發(fā)和工程推廣應(yīng)用等方面還存在較大的發(fā)展空間,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚需進(jìn)一步完善。如果要使污泥炭化項(xiàng)目得到良性發(fā)展,我認(rèn)為需要在以下幾方面做好工作:
第一,要充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)復(fù)雜性:
-
熱解炭化系統(tǒng)更貼近化工裝備,有一定技術(shù)門(mén)檻,一家公司不要生產(chǎn)所有設(shè)備,設(shè)備商不要都做系統(tǒng)集成商,專(zhuān)注做好其中一個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備,依然能有市場(chǎng);
-
熱解設(shè)備24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,要求設(shè)備保障性高,設(shè)備質(zhì)量要優(yōu)良,避免出現(xiàn)低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng),就像過(guò)去幾年大量設(shè)備商進(jìn)入污泥低溫干化領(lǐng)域,造成部分設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)、穩(wěn)定性差、產(chǎn)能衰減、維護(hù)強(qiáng)度大等諸多問(wèn)題;
-
傳統(tǒng)污水廠人員很難勝任運(yùn)行工作,需要引進(jìn)和培養(yǎng)熱工及儀控專(zhuān)業(yè)人員。
第二,要注重項(xiàng)目和設(shè)備設(shè)計(jì)細(xì)節(jié):
-
污泥脫水預(yù)處理形式的選擇很重要,不同污泥含水率進(jìn)料下,天然氣的補(bǔ)充量差異較大,板框出泥雖然含水率低但壓實(shí)度高,也存在干化效率下降,干化粉塵偏大問(wèn)題;
-
料倉(cāng)及卸料型式選擇,尤其60%含水率污泥容易架橋,卸料困難,同時(shí)存在有效空間利用率下降問(wèn)題;
-
輸送設(shè)備選擇至關(guān)重要,不同于污泥常規(guī)脫水項(xiàng)目的間斷運(yùn)行,熱解項(xiàng)目需要年連續(xù)運(yùn)行8000h,一旦輸送設(shè)備發(fā)生故障,將會(huì)造成全線(xiàn)停產(chǎn)。重點(diǎn)關(guān)注高溫對(duì)輸送螺旋材料帶來(lái)的變形。刮板布置形式、設(shè)備型式選擇、關(guān)鍵材料防腐蝕、90°轉(zhuǎn)彎處鏈輪型式選擇、鏈條中銷(xiāo)軸和套筒耐磨損情況等等;
-
干化爐和炭化爐密封形式選擇,煙氣含氧量控制;
-
裂解氣除塵、熱風(fēng)爐清灰設(shè)計(jì);
-
要結(jié)合當(dāng)?shù)責(zé)煔馀欧艠?biāo)準(zhǔn)盡量實(shí)現(xiàn)煙氣處理流程的簡(jiǎn)化,回歸到炭化低碳排放本質(zhì)。
第三,要打通末端出路:
-
末端出路決定項(xiàng)目成敗,熱解炭化后已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全的污泥無(wú)害化,這跟目前國(guó)內(nèi)30-40%含水率的干化污泥有顯著區(qū)別,不能仍然按照污染物來(lái)看待,要把污泥炭變成商品或產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通起來(lái);
-
建材利用制磚和陶粒途徑相對(duì)通暢,可以代替煤矸石補(bǔ)充一部分熱值,但是由建材企業(yè)付費(fèi)還沒(méi)有達(dá)成社會(huì)共識(shí);
-
土地利用尤其是園林綠化、花圃培育需要的營(yíng)養(yǎng)土,技術(shù)上無(wú)大問(wèn)題,污泥炭可以改善土壤透氣性、提高氮磷含量,增加土壤中微生物種類(lèi)及數(shù)量等在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有較多研究成果,目前需要大力拓展銷(xiāo)售渠道;
-
中低溫炭化后污泥炭作為電廠燃料,代替化石燃料,削減碳排放,也是可行末端出路之一。
以上內(nèi)容請(qǐng)大家批評(píng)指正!
最后感謝美國(guó)TT公司江瑞原總工提供的美國(guó)熱解和氣化最新工程進(jìn)展資料;本文中PPT部分內(nèi)容也參考了北控水務(wù)杭世珺工作室牽頭、聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)和武漢普樂(lè)環(huán)境技術(shù)有限公司編制的《污泥碳化技術(shù)發(fā)展報(bào)告》!
.
04
總結(jié)和思考
污泥熱解炭化技術(shù)在污染物排放方面,與焚燒相比有明顯的減排優(yōu)勢(shì),污泥炭化物在資源化利用方面有良好的前景,該技術(shù)是替代污泥焚燒的重要技術(shù)之一。我國(guó)在污泥炭化技術(shù)引進(jìn)吸收、工程示范等方面已經(jīng)具有一定的基礎(chǔ),但在污泥熱解炭化關(guān)鍵技術(shù)裝備開(kāi)發(fā)和工程推廣應(yīng)用等方面還存在較大的發(fā)展空間,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚需進(jìn)一步完善。如果要使污泥炭化項(xiàng)目得到良性發(fā)展,我認(rèn)為需要在以下幾方面做好工作:
第一,要充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)復(fù)雜性:
-
熱解炭化系統(tǒng)更貼近化工裝備,有一定技術(shù)門(mén)檻,一家公司不要生產(chǎn)所有設(shè)備,設(shè)備商不要都做系統(tǒng)集成商,專(zhuān)注做好其中一個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備,依然能有市場(chǎng);
-
熱解設(shè)備24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,要求設(shè)備保障性高,設(shè)備質(zhì)量要優(yōu)良,避免出現(xiàn)低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng),就像過(guò)去幾年大量設(shè)備商進(jìn)入污泥低溫干化領(lǐng)域,造成部分設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)、穩(wěn)定性差、產(chǎn)能衰減、維護(hù)強(qiáng)度大等諸多問(wèn)題;
-
傳統(tǒng)污水廠人員很難勝任運(yùn)行工作,需要引進(jìn)和培養(yǎng)熱工及儀控專(zhuān)業(yè)人員。
第二,要注重項(xiàng)目和設(shè)備設(shè)計(jì)細(xì)節(jié):
-
污泥脫水預(yù)處理形式的選擇很重要,不同污泥含水率進(jìn)料下,天然氣的補(bǔ)充量差異較大,板框出泥雖然含水率低但壓實(shí)度高,也存在干化效率下降,干化粉塵偏大問(wèn)題;
-
料倉(cāng)及卸料型式選擇,尤其60%含水率污泥容易架橋,卸料困難,同時(shí)存在有效空間利用率下降問(wèn)題;
-
輸送設(shè)備選擇至關(guān)重要,不同于污泥常規(guī)脫水項(xiàng)目的間斷運(yùn)行,熱解項(xiàng)目需要年連續(xù)運(yùn)行8000h,一旦輸送設(shè)備發(fā)生故障,將會(huì)造成全線(xiàn)停產(chǎn)。重點(diǎn)關(guān)注高溫對(duì)輸送螺旋材料帶來(lái)的變形。刮板布置形式、設(shè)備型式選擇、關(guān)鍵材料防腐蝕、90°轉(zhuǎn)彎處鏈輪型式選擇、鏈條中銷(xiāo)軸和套筒耐磨損情況等等;
-
干化爐和炭化爐密封形式選擇,煙氣含氧量控制;
-
裂解氣除塵、熱風(fēng)爐清灰設(shè)計(jì);
-
要結(jié)合當(dāng)?shù)責(zé)煔馀欧艠?biāo)準(zhǔn)盡量實(shí)現(xiàn)煙氣處理流程的簡(jiǎn)化,回歸到炭化低碳排放本質(zhì)。
第三,要打通末端出路:
-
末端出路決定項(xiàng)目成敗,熱解炭化后已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全的污泥無(wú)害化,這跟目前國(guó)內(nèi)30-40%含水率的干化污泥有顯著區(qū)別,不能仍然按照污染物來(lái)看待,要把污泥炭變成商品或產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通起來(lái);
-
建材利用制磚和陶粒途徑相對(duì)通暢,可以代替煤矸石補(bǔ)充一部分熱值,但是由建材企業(yè)付費(fèi)還沒(méi)有達(dá)成社會(huì)共識(shí);
-
土地利用尤其是園林綠化、花圃培育需要的營(yíng)養(yǎng)土,技術(shù)上無(wú)大問(wèn)題,污泥炭可以改善土壤透氣性、提高氮磷含量,增加土壤中微生物種類(lèi)及數(shù)量等在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有較多研究成果,目前需要大力拓展銷(xiāo)售渠道;
-
中低溫炭化后污泥炭作為電廠燃料,代替化石燃料,削減碳排放,也是可行末端出路之一。
以上內(nèi)容請(qǐng)大家批評(píng)指正!
最后感謝美國(guó)TT公司江瑞原總工提供的美國(guó)熱解和氣化最新工程進(jìn)展資料;本文中PPT部分內(nèi)容也參考了北控水務(wù)杭世珺工作室牽頭、聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)和武漢普樂(lè)環(huán)境技術(shù)有限公司編制的《污泥碳化技術(shù)發(fā)展報(bào)告》!