污泥碳化技术
所谓污泥碳化,就是通过给污泥加温,使生化污泥中的细胞裂解,将其中的水分释放出来,同时又保留了污泥中碳质的过程。碳化后的污泥颜色发黑,呈颗粒状,与工业用碳粒的形态相似,这就是碳化名词的来源。最早工业化的碳化装置在日本使用,日文使用的是炭化,后来欧美各国均使用Carbonization一词,目前日本的论文和宣传中大部分也用碳化替代了炭化

         判断物料含水量最简单也是最常用的方法就是凭借视觉和手感来做出判断。一般来说,需要炭化的物料如果水分过大,都是需要经过烘干后在进行炭化。如果物料烘干后表面呈焦黄色,看起来有泛油感就说明其含水量是合格的。然后可用手抓起一把物料,用力攥紧然后松开,看物料是否能够自然均匀的散开。一般经过破碎烘干后的物料只要符合这两个特点,就能保证物料的含水量符合要求,能炭化出高质量的碳粉。

如图1.所示,将脱水机房脱水后的80%左右的污泥切碎,搅拌后加压送入碳化系统,在外部热源的作用下,通过预热和加热,把污泥加热到240-300C,幷在反应器中停留100min左右,污泥在高温高压的作用下发生裂解,裂解液回流,对进口处的污泥进行预热,然后进入冷却系统。裂解液冷却后进行脱水,脱水污泥的含水率在50%以下,可根据客户的要求进行进一步的干化造粒,或者直接进行堆肥和填埋。脱水机脱出的污泥水经过MBR处理后返回污水处理厂。


高温炭化垃圾焚烧炉的全新工作原理,其技术特点是利用焚烧垃圾(热分解获得的焦炭)产生的高温缺氧烟气在炭化区(炭化室)将烘干的垃圾热分解,温度控制在700℃以内,让垃圾在缺氧状态下安静而缓慢地热分解、炭化,此时垃圾中的金属铜、铝、铁等金属不会被氧化,因此不易生成CuCl2;垃圾中的有机质被分解成焦炭和可燃气体;由炭化区(炭化室)抽出含有可燃气体的烟气(包括一燃室产生的烟气)在旋流器与由引风机鼓入的烘干垃圾的热空气混合后,再进入气体燃烧室(二燃室)内高温氧化燃烧,燃烧室温度在 1100℃/二秒以上,保证了有毒有害的有机气体完全分解燃烧,从而保证了二噁英的充分分解。由于气体燃烧室(二燃室)是气体燃烧,避免了烟气中残碳的存在。

      而热分解获得的焦炭在燃烧区(一燃室)燃烧,温度控制在800℃左右,其产生的高温缺氧烟气被引入炭化区(炭化室)将烘干的垃圾进行热分解。
以上分析可知,高温炭化垃圾焚烧炉从原理上控制了二噁英的产生:

1、在高温炭化垃圾焚烧炉中,炭化区(炭化室)始终处于缺氧状态,仅有的氧化原子优先与C、H结合,铜、铝、铁金属等不易被氧化,削弱了二噁英的生成环境。

2、在气体燃烧室(二燃室)中温度高达1100℃以上,烟气停留远大于2秒,可将所有的有机物燃尽;气体燃烧室(二燃室)内因无水冷壁管,没有死角,故温度均匀,残碳极少,致使烟气在冷却过程中缺乏残碳而无法重生成二噁英。

3、炭化区(炭化室)及燃烧区(一燃室)温度较低,重金属基本上不被分解,烟气中很少有重金属离子,从而减少了重生成二噁英的催化剂(CuCl2) 的成分;炭化区(炭化室)中含氢成分高,CL优先与H结合。
综合所述,采用高温炭化垃圾焚烧炉,由于其炭化区(炭化室)及燃烧区(一燃室)是还原气氛,所以烟气中硫化物、氮氧化物极少。气体燃烧室(二燃室)是高温燃烧,一氧化碳接近为零,二噁英生成物被充分裂解,二噁英值处于极低的水平。烟气冷却过程中,由于缺乏重生成二噁英的催化剂(CuCl2和残碳),削弱了二噁英的重生成环境,故在排空的烟气中二噁英的含量极低。高温炭化垃圾焚烧炉即使不设置庞大的除尘、净化装置和活性碳喷注吸附二噁英的净化装置,其烟气排放也达到国家垃圾焚烧烟气排放标准。

       高温炭化垃圾焚烧炉设置了烟气除尘装置和碱洗装置,以确保氯化物、硫化物及氮氧化物等不会超标,在烟气除尘装置和碱洗装置前又设计了活性碳喷注吸附二噁英的净化装置,以确保二噁英降低到极低点。

        高温炭化垃圾焚烧炉设计了封闭式的垃圾库,垃圾库内的恶臭气体被抽到空气换热器经即将排放的热烟气加热后,引入烘干区烘干垃圾后进入气体燃烧室(二燃室)高温燃烧,垃圾库始终保持负压,因此,垃圾库内的恶臭气体不会溢出污染厂区周围环境。

        高温炭化垃圾焚烧炉采用了自动化控制系统控制,自动化控制系统是带有典型软硬件技术进行编程和组态型过程控制特征的全集成系统,确保焚烧炉工作始终处于最佳状态,从而确保了烟气排放的稳定。.

         将垃圾在高温炭化炉内的缺氧环境下进行安静缓慢的分解、炭化。在缺氧状态下,垃圾热解仅有的氧化原子优先与C、H结合,而铜、铝、铁金属等不易被氧化,不易产生二恶英的催化剂CuCl2,从而削弱了二噁英的生成环境。

       炭化炉体内的温度控制在700℃左右,垃圾中的有机质被分解成焦炭和可燃气体,由炭化室抽出含有可燃气体的烟气在旋流器与引风机鼓入的烘干垃圾的热空气混合后,再进入气体燃烧室内高温氧化燃烧,燃烧室温度在1100℃以上,这样有效的保证了有毒有害气体的完全分解燃烧,从而保证了二噁英的充分分解。由于是气体燃烧,也避免了烟气中残碳的存在,保证了烟气在冷却过程中缺乏残碳而无法重新生成二噁英。
 

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