一種污泥裂解氣化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環境保護技術中的污泥處理方法，具體地，涉及一種污泥裂解氣化方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城鎮污水處理事業的快速發展，污水處理廠數量不斷增多，污泥產生量也日益增加。據統計，目前我國城鎮污水處理廠污泥年產生量已經達到3000萬噸(含水率80%)，至“十二五”末期將達到5000萬噸左右。
[0003]污泥焚燒處理處置是實現污泥減量化、穩定化和無害化的重要手段。然而，污泥直接焚燒存在燃燒效率低、能量利用方式單一的問題；此外，污泥焚燒煙氣中含有PM2.5、N0x、S02和二噁英等污染物，處理不當極易造成二次污染。隨著民眾環保意識的增強和人口密度的增大，污泥焚燒設施選址日益困難。環保部最新修訂的《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)于2014年7月1日正式實施，其中明確規定污泥焚燒設施的污染控制參照該標準執行，新標準與舊標準相比顆粒物由80mg/Nm3收緊至20mg/Nm3 (日均值)，汞由
0.2mg/Nm3收緊至0.05mg/Nm3，二卩惡英類則由IngTEQ/m3收緊至0.1ngTEQ/m3，與歐盟標準接軌。隨著“鄰避效應”的日益嚴重和污染物排放標準的日趨嚴格，污泥焚燒處理處置的技術經濟成本必將顯著提高。
[0004]因此，開發可以替代焚燒的污泥熱處理技術和設備，充分回收利用污泥中所蘊含的生物質資源，并從源頭避免N0X、S02和二噁英等污染物的產生和排放，已成為污泥處理處置行業發展和環境保護的迫切需求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種用于污泥處理的方法，以解決現有污泥焚燒技術所存在的污泥資源化程度低和煙氣二次污染控制難的問題，實現污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化。
[0006]為了達到上述目的，本發明提供了一種污泥裂解氣化方法，其中，該方法通過污泥裂解氣化裝置對污泥進行處理；所述的污泥裂解氣化裝置包含外殼、設置在外殼頂部的污泥進料口、在外殼內部從污泥進料口向下依次設置的干燥室、熱解室、氧化室以及灰渣室。所述的干燥室上部設有裂解氣導出管。所述的氧化室和灰渣室之間設置有爐柵。所述的灰渣室側壁設置有排渣口和氣化介質導入管。
[0007]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的外殼呈直立桶狀，所述外殼內壁由鋼板內襯耐火磚或耐火水泥制成，表面敷設有保溫材料。
[0008]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的污泥進料口設有進料閥；所述污泥進料口呈漏斗狀，并與所述進料閥之間密切吻合形成密封，以防止裂解氣逸出。
[0009]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的爐柵采用耐火材料制成，所述爐柵設置有若干斜圓柱狀孔洞。
[0010]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的干燥室、熱解室和氧化室均設置有溫度感應探頭和濕度感應探頭；所述的裝置還設有中央控制系統，能夠接受所述溫度感應探頭和濕度感應探頭的監測信號，并根據裝置的運行情況在線調節所述裝置運行的工藝參數；所述的工藝參數包含進料量、進料頻次以及氣化介質供應量等。
[0011]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的方法包含以下步驟:
步驟1，污泥從污泥進料口間歇加入，進入干燥室，同來自熱解室和氧化室的熱氣體換熱，水蒸氣隨著熱氣流上升并通過裂解氣導出管排出裝置，污泥干物料落入熱解室。
[0012]步驟2，所述熱解室中的污泥受熱后發生裂解反應和還原反應，產生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烴類等裂解產物，其中產生的熱氣體上升到所述干燥室，而產生的炭則下降到所述氧化室。
[0013]步驟3，氣化介質由氣化介質導入管進入灰渣室，與熱灰渣進行換熱后，通過爐柵進入所述氧化室，與氧化室內熾熱的炭發生燃燒反應，同時放出熱量，為污泥的干燥和裂解提供熱源；產生的灰分和炭渣等落入所述灰渣室成為熱灰渣。
[0014]步驟4，所述灰渣室中的灰渣通過排渣口定期排出。
[0015]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟1所述的污泥進料口加入的污泥含水率小于50%，低位熱值大于5000kJ/kg，有機物含量大于50%，所述干燥室溫度為100°C ~250°C。
[0016]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述步驟1中從裂解氣導出管排出的氣體排出裝置后在資源化利用前應進行冷凝和過濾等凈化處理。
[0017]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟2所述熱解室溫度為400°C ~800°C。
[0018]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟3所述的氧化室溫度為1000°C ~1200°C，所述的氣化介質為純氧氣，單位生物質氣化的氧氣供應量為其完全燃燒時所需理論空氣量的25%~30%。
[0019]本發明提供的污泥裂解氣化方法具有以下優點:
1、無需外加能源。裂解氣化殘留的炭與氣化劑氧氣進行部分燃燒，并放出熱量，為污泥的干燥、裂解以及還原反應提供熱量，無需額外補充能源。
[0020]2、裂解效率高。利用氧氣作為氣化介質，沒有惰性氣體，反應溫度高，反應速率快，設備容積小，裂解效率高，裂解氣體熱值高。
[0021]3、源頭避免污染物的產生和排放。裂解過程在無氧條件下進行，可以從源頭避免N0X、SOjP二噁英的產生，避免酸性氣體腐蝕設備。
[0022]4、設備磨損小。與焚燒相比，污泥裂解氣化過程煙氣量小，氣體流速慢，粉塵含量低，設備磨損小。
[0023]5、資源化程度高。裂解氣可作為燃料利用，且與污泥直接焚燒相比，裂解氣燃燒效率高，應用范圍廣；污泥中重金屬以惰性形態固化于爐渣中，爐渣可進行建材利用。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的污泥裂解氣化方法使用的裝置結構示意圖。
[0025]圖2為本發明的污泥裂解氣化方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步地說明。
[0027]如圖1所示，本發明提供的污泥裂解氣化方法，通過污泥裂解氣化裝置對污泥進行處理。
[0028]該污泥裂解氣化裝置包含外殼10、設置在外殼10頂部的污泥進料口 1、在外殼10內部從污泥進料口 1向下依次設置的干燥室3、熱解室4、氧化室5以及灰渣室7。
[0029]干燥室3上部設有裂解氣導出管8。灰渣室7側壁設置有排渣口 9和氣化介質導入管11。
[0030]氧化室5和灰渣室7之間設置有爐柵6。爐柵6采用耐火材料制成，爐柵6設置有若干斜圓柱狀孔洞。
[0031]該裝置的外殼10呈直立桶狀，夕卜殼10內壁由鋼板內襯耐火磚或耐火水泥制成，表面敷設有保溫材料。
[0032]污泥進料口 1設有進料閥2 ;污泥進料口 1呈漏斗狀，并與進料閥2之間密切吻合形成密封，以防止裂解氣逸出。
[0033]干燥室3、熱解室4和氧化室5均設置有溫度感應探頭和濕度感應探頭。該裝置還設有中央控制系統，能夠接受溫度感應探頭和濕度感應探頭的監測信號，并根據裝置的運行情況在線調節裝置運行的工藝參數。工藝參數包含進料量、進料頻次以及氣化介質供應里寺ο
[0034]如圖2所示，本發明提供的污泥裂解氣化方法，包含以下步驟:
步驟1，污泥從污泥進料口 1間歇加入，進入干燥室3，同來自熱解室4和氧化室5的熱氣體換熱，水蒸氣隨著熱氣流上升并通過裂解氣導出管8排出裝置，污泥干物料落入熱解室4。
[0035]步驟2，熱解室4中的污泥受熱后發生裂解反應和還原反應，產生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烴類等裂解產物，其中產生的熱氣體上升到干燥室3，而產生的炭則下降到氧化室5。
[0036]步驟3，氣化介質由氣化介質導入管11進入灰渣室7，與熱灰渣進行換熱后，通過爐柵6進入氧化室5，與氧化室5內熾熱的炭發生燃燒反應，同時放出熱量，為污