水熱碳化
技術(shù)原理
采用連續(xù)加壓加溫的方法,在200℃以上的溫度,2.0Mpa的反應(yīng)條件下,將有機(jī)廢棄物中的細(xì)胞破壁、分解,使細(xì)胞中的“結(jié)合水”、“間隙水”轉(zhuǎn)化為“自由水”,在不添加任何藥劑并通過機(jī)械壓濾的方式,達(dá)到減量80%~90%的預(yù)期,得到固體產(chǎn)物水熱碳。所得干泥餅含水率30%左右、熱值高,含大量的炭,磷酸根等可做綠化營養(yǎng)土、有機(jī)肥輔料、水泥廠摻合料、電廠生物質(zhì)燃料等使用。
我們突破了傳統(tǒng)的獨(dú)特水熱炭化裝備的方式,不僅解決了使用壓力容器、碳化溫度過低、連續(xù)保壓、易損件使用壽命的問題,也使水熱炭化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性、安全性;可滿足污泥就地?zé)o害化、減量化的目的,同時(shí)由于采用特殊的水熱炭化方式,解決了結(jié)垢堵塞、腐蝕等問題,使設(shè)備使用周期提高。
工藝流程
污水處理污泥通過離心機(jī)脫水至80%左右,匯集到收池中,池底污泥泵將污泥送至相應(yīng)的污泥儲存罐中(儲存罐容積大小暫定100m³)再由污泥儲存罐底部的泵送至熱回收泥罐,污泥在熱回收泥罐中(0.6Mpa)被蒸汽余熱加熱到70℃,再由雙缸連續(xù)式柱塞泵送入水熱炭化系統(tǒng),水熱炭化系統(tǒng)設(shè)定環(huán)境壓力2.0Mpa,溫度200℃以上,污泥在水熱碳化系統(tǒng)中整體停留時(shí)間40分鐘左右,并發(fā)生了碳化反應(yīng),污泥中大部分有機(jī)質(zhì)被碳化分解,碳化反應(yīng)完成后的污泥經(jīng)過閃蒸罐與蒸汽進(jìn)行分離,分離后的蒸汽(140℃)經(jīng)由管道送回至工作泥罐中將污泥進(jìn)行預(yù)熱。從閃蒸罐分離出來的漿狀污泥再經(jīng)由間接式水換熱器進(jìn)行降溫至60℃以下后送至熱解罐等待壓濾,熱解罐底泥漿泵將污泥漿送至相應(yīng)的壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離,分離后得到含水率30%以下固體物送至原料存儲區(qū),并根據(jù)實(shí)際情況送至終端用戶;整個(gè)處理過程不產(chǎn)生臭氣,僅有部分不凝氣和板框壓濾廢氣,不需要獨(dú)立設(shè)置臭氣處理系統(tǒng),分離后的水匯入廠區(qū)污水處理廠深度處理。
核心突破
● 將高壓反應(yīng)容器改為管道群,大大降低了因高壓容器帶來的安全隱患。
● 同時(shí)真正意義上實(shí)現(xiàn)了連續(xù)式生產(chǎn),并非續(xù)批式生產(chǎn)。
水熱炭化處理污泥對比
原泥含水率(MC)80%~82%
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→ |
在2.0Mpa、200℃以上的水熱碳化工藝中經(jīng)過熱處理后,
再經(jīng)過板框壓濾機(jī)壓榨,得到含水28%的干泥餅。
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水熱碳化在有機(jī)固廢上的優(yōu)點(diǎn)
● 處置過程不添加任何化學(xué)藥劑、石灰等;
● 細(xì)胞徹底破壁,有機(jī)質(zhì)分解成小分子有機(jī)酸,可以作為污水廠碳源或厭氧產(chǎn)沼氣;
● 有機(jī)物碳化后,大大的減少了干基量;
● 運(yùn)行壓力2.0Mpa以上,溫度200℃以上,可將有機(jī)固廢中的病毒、細(xì)菌及蟲卵全部去除;
● 大部分有機(jī)物發(fā)生碳化,碳保留在固體物中,沒有增加無機(jī)成分,不降低原有熱值;
● 在壓力的環(huán)境下未發(fā)生汽化潛熱,能耗低;
● 處理效果接近焚燒,但投資及運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于焚燒;
基于以上優(yōu)勢,水熱碳化工藝解決了含有機(jī)固廢脫水難、易腐、終端處置難的情況,為后續(xù)有機(jī)固廢的綜合利用提供了必要的預(yù)處理?xiàng)l件。
成本對比
運(yùn)營能耗突破
按照80%含水率計(jì)算,噸消耗指標(biāo)大幅降低,每噸消耗蒸汽300KG,電16kw·H,水0.5T。
天然氣單價(jià)3元/m³ 電費(fèi)1元/kw·h 水費(fèi)5元/噸
項(xiàng)目 |
單價(jià)(元) |
板框壓濾(藥劑法) |
板框壓濾(石灰法) |
熱干化 |
水熱碳化 |
噸消耗 |
小計(jì) |
噸消耗 |
小計(jì) |
噸消耗 |
小計(jì) |
噸消耗 |
小計(jì) |
生產(chǎn)指標(biāo) |
原泥含水率 |
80% |
含水率 |
|
60% |
55% |
30% |
30% |
剩余固體物(T) |
|
0.5 |
0.57 |
0.28 |
0.17 |
消耗指標(biāo) |
天然氣(m³) |
3 |
無 |
|
無 |
|
90 |
270 |
25 |
75 |
電(kw.h) |
1 |
35 |
35 |
35 |
35 |
40 |
40 |
16 |
16 |
水(T) |
5 |
無 |
|
無 |
|
無 |
|
0.5 |
2.5 |
藥劑、石灰 |
|
100 |
100 |
80 |
80 |
無 |
|
無 |
|
后端處理費(fèi) |
300 |
0.5 |
150 |
0.57 |
171 |
0.28 |
84 |
0.17 |
51 |
成本合計(jì) |
|
|
285 |
|
286 |
|
394 |
|
144 |