尚鼎炉业:污泥处理的多段炉热解之道

时间:2014-09-20 17:42  来源:中国水网  作者:任萌萌

9月19日开幕的“2014(第六届)上海污泥热点论坛”是在造就一场关于污泥处理处置产业的“群英会”。紧凑的论坛日程让众多业界的佼佼者纷纷交流自己的“治泥之道”;其中,来自尚鼎炉业科技(扬州)有限公司(以下简称,尚鼎炉业)的罗国肇博士就“节能减排的污泥处理技术”与各位参会代表进行了分享,带来了污泥热解工艺——多段炉技术,让人眼前一亮。

图为:尚鼎炉业科技(扬州)有限公司 罗国肇博士

污泥处理,热解独具优势

“污泥处理之后要到天上去,要到地里去,要埋到海里去,就是它的处置。”罗国肇认为,污泥处理作为污泥最终处置前所必须经受的加工过程,很大程度上决定了治泥的成败。目前,污泥处理的方式主要有好氧消化,脱水或干化,焚烧,热解、炭化、气化等;其中,“热解”是尚鼎炉业在污泥治理领域主要开发的技术工艺之一。

同样以提高温度的方式来处理污泥,热解与焚烧相比,差异却相当明显。热解能将污泥最大程度地分解为合成气、热解油以及焦炭等,比焚烧产生的二氧化碳和水更具可再利用性,而且对氧气的依赖性更小,所需的操作温度为350--600 oC,比焚烧所需的850--1000 oC耗能更低。热解不仅可以大幅削减污泥的重量和体积,而且几乎不需要占用土地进行单独填埋处置,处理过程中的排放物不含二噁英、固定重金属;所以,热解在污泥处理方式中优势明显。

多段炉热解的三个优势

污泥热解工艺的主要组成系统包括脱水、干燥、热解,以及最后的资源回收、控污防治;其中,“热解”部分的热解炉包括多段炉、旋转窑、流化床,而多段炉作为慢速热解设备,在污泥处理中,以操作模式多、飞灰量小等特点越来越受到热解领域的青睐。

首先,以多段炉进行污泥热解可自热平衡操作,无需添加辅助燃料,能耗较低。“多段炉的特色是炉内的气温可以很轻易地分层控制,所以在污泥操作上面有很灵活的应用。”罗国肇简述道,自热平衡的污泥热解已在美国加州康科德的Central Costa Sanitary District污水处理厂运行成功,所采用的炉型就是多段炉,处理的污泥含水率为76%,干基热值为4997 kcal/kg,裂解气热值801 kcal/m3,实现了高含水自热平衡操作,“因为多段炉中间有一个中轴,中轴上有一个爬壁,爬壁是可以旋转的,”罗国肇介绍道,“从上往下一直下流,污泥在这里面,可以经过干燥、低温焚烧、高温碳化的过程,这是热解的过程,污泥里的水经过这三个阶段,能量会浓缩,当它到第三层、第四层以下,它的能量会更加浓缩,没有水分稀释,再给它一些氧气,它会自己烧掉这个部分,去热解其它部分。” 

其次,多段炉内温度及气氛可轻易分层控制。目前多段炉热解的基本操作模式有三种,即低温炭化模式(Low Temperature Char,LTC)、高温炭化模式(High Temperature Char,HTC)、焦炭燃烧模式( Char Burning Ash,CBA),都得益于炉体内温度及气氛可轻易分层控制,从而可以让多段炉发挥较大的功用,同时,在炉体内大部分挥发性的有机物会被分解,同时具有一些类似活性炭的能力,可以把一些重金属固定在里面。对此,罗国肇解释:“高温段热解气化模式,可以操作温度在875度以上,所以会具有活性炭的特性。”

另外,固体产物与气体产物在炉内可以分开,使各自能进行最佳反应,罗国肇说:“因为多段炉的转动部件很小,所以动力需求很低;而且控氧操作比较简单,而且有更灵活的操作条件控制,它的粒状物排放量少,而且大型化是比较容易的,也很坚固耐用,炉体寿命长。”

罗国肇特别介绍了多段炉的三个主要的特点,“第一,热解之后燃气烧掉,回收的蒸汽可以用来发电。”同时他以美国的一个案例为证,这样的蒸汽可以发电到450千瓦,“第二,热解工艺是多段炉的最佳设置,如果不想发电或者不想回收蒸汽,就用这个炉把这些热挥发掉,然后再回收蒸汽,这些蒸汽又可以用来处理污泥。第三,是要推荐的,多段炉还可以实现他种固废与污泥的联合处理。”

罗国肇认为,目前我国对于污泥处理处置要求减量化、安定化、无害化、资源化,用多段炉热解污泥的处理方式很好地契合了当前的的要求;而且多段炉应用在污泥处理领域的历史较久,从欧美到日本,乃至世界更多地区,随着能源价格的高涨而愈加受到世界多国的重视。在日益呼吁节能、减排的中国,多段炉热解污泥的推广与发展同样值得期待。

 

(责任编辑:蔡囊)

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