污泥熱解氣化技術

污泥熱解氣化技術是華天環保污泥全流程處理技術的核心技術之一。

一、     什么是熱解氣化？

熱解氣化焚燒是一種傳統的工業化生產技術，廣泛應用于煤炭、石化等行業。

概念：熱 解 pyrolysis： 有機物在無氧或貧氧的環境下加熱，使之轉化為氣態、液態、固態的可燃物質的化學反應過程。

反應原理 ：有機固體廢棄物+熱量，在無氧/貧氧狀態下，生成可燃氣+爐渣。

二、     污泥氣化過程

污泥氣化技術是利用有機質在高溫貧氧條件下裂解的性質，將污泥烘干后投入密閉蓄熱氣化爐內，經過900-1100℃的高溫貧氧氣化環境，使污泥中的有機成分裂解揮發，轉化為以一氧化碳、氫氣、烷類氣體為主的可燃氣體，污泥中的無機物以殘渣形式排出。如圖1

                        圖1

1.干燥：污泥進入氣化爐，在下降的過程中與高溫熱解燃氣接觸，污泥中的水變成蒸汽和熱解燃氣一起排出爐外，污泥逐步變干燥。

2.干餾：干燥后的污泥，在200-500℃的貧氧條件下干餾，生成烷類（CmHn）、一氧化碳（CO）、焦油等可燃氣體和水蒸氣（H2O），從爐體上端排氣口排出。

3.氣化：經過碳化后的污泥，主要殘留物是焦炭和無機不可燃物，在600-1000℃高溫下，與燃燒產生的CO2反應生成CO，部分碳化物通過水蒸氣的作用，發生氧化還原反應生成CO、H2等可燃氣體，從爐體下段排氣口排出。

4.燃燒：污泥氣化反應完成后，剩余固定炭在800-1100℃高溫下，與氧氣反應生成CO2,為整個氣化反應過程提供熱量。

三、 污泥氣化工藝流程

圖2

四、 技術優勢

1.遏制二噁英：從原理上遏制了二噁英類物質的生成。尾氣排放中二噁英濃度遠低于國家標準的0.1ng/m3 。污泥氣化后可燃氣燃燒尾氣二噁英濃度為0.045ng/m3。 

2. 無飛灰產生： 成型氣化、流速低、料層高 

   3. 固化重金屬 ：高溫燃燒，包裹固化重金屬 

   4. 減量化明顯 ：以含水率80%計，減量化高達90%以上 

   5. 無害化徹底： 處理溫度高達1100℃ 

   6. 資源化利用：污泥自身有機質能源被有效利用 

對比發現：尾氣排放中二噁英濃度遠低于國家標準的0.1ng/m3 

污泥焚燒尾氣二噁英濃度約0.3ng/m3，而污泥氣化后可燃氣燃燒尾氣二噁英濃度為0.045ng/m3，遠遠低于國家標準。

五、遏制二噁英的原理 

 二噁英的分子結構是由1或2個氧原子聯結2個被氯原子取代的苯環，氧、氯以及苯環是二噁英生成的基本條件。污泥熱解氣化過程中，燃燒段以上完全處于貧氧狀態，沒有氧原子參與反應，故不會產生二噁英；污泥到達燃燒段時，有機物全部干餾，僅剩炭在燃燒，沒有含氯苯環產生，所以從避免了二噁英類物質生成的條件。

二噁英的分子結構（圖3）

二噁英檢測報告

六、無飛灰產生的原理

飛灰屬于危險廢物，隨尾氣排放，造成煙塵污染，使煙氣處理難度增加；同時也是二噁英類有毒物質及重金屬附著和傳播的載體。

氣化焚燒無飛灰產生的原因:

1.污泥在進入氣化設備前已被成型；

2.污泥在設備內部處于相對靜止狀態；

3.氣化爐內氣流速度極低，灰不易帶出；

4.設備內有4-5米的料層厚度，渣層在設備最底部，料層起到很好的過濾作用，灰渣不易帶出。

   

七、固化重金屬的原理

在高溫狀態下，污泥中所含的重金屬成分變成氧化物牢牢地包裹固化，避免了重金屬在自然環境中浸出，殘渣中的重金屬離子被包裹或被氧化，不再產生毒性。將殘渣用于建筑材料，制作水泥、免燒磚，或作為路基材料利用。

高溫熔融殘渣

殘渣制作的免燒磚                     殘渣制作的加汽塊

氣化殘渣重金屬檢測遠低于國家標準 （見檢驗報告）

經高溫氣化處理后的爐渣浸出液做重金屬檢測，含量低于國家《城鎮污水處理廠污泥處置單獨焚燒用泥質》標準(CJ/T290-2008)，可用作路基材料或者制作免燒磚。