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水熱碳化


技術原理
       采用連續(xù)加壓加溫的方法,在200℃以上的溫度,2.0Mpa的反應條件下,將有機廢棄物中的細胞破壁、分解,使細胞中的“結合水”、“間隙水”轉(zhuǎn)化為“自由水”,在不添加任何藥劑并通過機械壓濾的方式,達到減量80%~90%的預期,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,也使水熱炭化技術實現(xiàn)了連續(xù)性、安全性;可滿足污泥就地無害化、減量化的目的,同時由于采用特殊的水熱炭化方式,解決了結垢堵塞、腐蝕等問題,使設備使用周期提高。
 
工藝流程
       污水處理污泥通過離心機脫水至80%左右,匯集到收池中,池底污泥泵將污泥送至相應的污泥儲存罐中(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)中整體停留時間40分鐘左右,并發(fā)生了碳化反應,污泥中大部分有機質(zhì)被碳化分解,碳化反應完成后的污泥經(jīng)過閃蒸罐與蒸汽進行分離,分離后的蒸汽(140℃)經(jīng)由管道送回至工作泥罐中將污泥進行預熱。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的壓濾機進行固液分離,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)實際情況送至終端用戶;整個處理過程不產(chǎn)生臭氣,僅有部分不凝氣和板框壓濾廢氣,不需要獨立設置臭氣處理系統(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。
       ● 同時真正意義上實現(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
原泥含水率(MC)80%~82%
 
在2.0Mpa、200℃以上的水熱碳化工藝中經(jīng)過熱處理后,
再經(jīng)過板框壓濾機壓榨,得到含水28%的干泥餅。
 
水熱碳化在有機固廢上的優(yōu)
       ● 處置過程不添加任何化學藥劑、石灰等;
       ● 細胞徹底破壁,有機質(zhì)分解成小分子有機酸,可以作為污水廠碳源或厭氧產(chǎn)沼氣;
       ● 有機物碳化后,大大的減少了干基量;
       ● 運行壓力2.0Mpa以上,溫度200℃以上,可將有機固廢中的病毒、細菌及蟲卵全部去除;
       ● 大部分有機物發(fā)生碳化,碳保留在固體物中,沒有增加無機成分,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,但投資及運行成本遠低于焚燒;
       基于以上優(yōu)勢,水熱碳化工藝解決了含有機固廢脫水難、易腐、終端處置難的情況,為后續(xù)有機固廢的綜合利用提供了必要的預處理條件。

成本對比
       運營能耗突破
       按照80%含水率計算,噸消耗指標大幅降低,每噸消耗蒸汽300KG,電16kw·H,水0.5T。
       天然氣單價3元/m³ 電費1元/kw·h  水費5元/噸
項目 單價(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 噸消耗 小計 噸消耗 小計 噸消耗 小計
生產(chǎn)指標 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 天然氣 3     90 270 25 75
kw.h 1 35 35 35 35 40 40 16 16
T 5       0.5 2.5
藥劑、石灰   100 100 80 80    
后端處理費 300 0.5 150 0.57 171 0.28 84 0.17 51
成本合計     285   286   394   144

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