[发明专利]一种两段式污泥处理的方法和系统

权利要求书

1.一种两段式污泥处理方法，所述的两段式污泥处理方法包括在两个不同的装置中在超临界水条件下分别进行污泥气化反应和污泥氧化反应，其中所述污泥气化反应包括：

a.将污泥预热，得到高温污泥，

b.将高温污泥送入污泥气化反应器中，发生气化反应，形成气化反应后物料；

所述污泥氧化反应包括：

c.将所述气化反应后物料通过第一分离装置(1)进行分离，分别得到气相物料和液固相物料，并将液固相物料作为所述污泥氧化反应原料的至少一部分送入污泥氧化反应器中，发生氧化反应，形成氧化反应后物料；

d.使所述氧化反应后物料与所述高温污泥通过所述气化反应器进行换热，得到降温后的氧化反应后物料，以利用氧化反应所放出的热量为气化反应提供所需的热量。

2.根据权利要求1所述的两段式污泥处理方法，其中所述步骤a包括：

使所述污泥经过包括一级预热、二级预热和三级预热在内的至少三级预热，

其中污泥的一级预热的热量由所述污泥气化反应后物料进行分离后的气相提供，所述二级预热的热量由所述污泥气化反应后物料提供，而所述三级预热的热量由所述步骤d中所述的降温后氧化反应后物料提供；

或者

其中污泥的一级预热的热量由所述污泥气化反应后物料进行分离后的气相提供，所述二级预热的热量由所述步骤d中所述的降温后氧化反应后物料提供；所述三级预热的热量由所述污泥气化反应后的物料提供。

3.根据权利要求1所述的两段式污泥处理方法，其中所述第一分离装置(1)的分离温度被控制在100～374℃，压力被控制在0.1～40MPa，以使水以液态形式存在，同时CO₂以气态形式存在。

4.根据权利要求1所述的两段式污泥处理方法，其中所述方法还包括：所述气化反应后物料经分离后的气相使所述污泥进行一级预热之后，进行任选的冷却处理，然后通过第二分离装置(2)分离得到CO₂和合成气，其中所述第二分离装置(2)的分离温度被控制在31℃以下，压力控制在7.38MPa以上。

5.根据权利要求1所述的两段式污泥处理方法，其中所述两段式污泥处理方法还包括：在三级预热之后，使污泥进一步与增加的换热器进行换热，以使污泥达到气化工艺温度。

6.根据权利要求1或2所述的两段式污泥处理方法，其中所述一级预热、二级预热和三级预热中每级的工作压力在超临界水的临界压力以上，其中第一级换热冷物料从常温升至100±30℃，二级换热至330±40℃，第三级换热420±50℃。

7.一种用于处理污泥的两段式污泥处理系统，所述系统包括：

预热装置，用于使原料污泥进行预热；

气化反应装置，其中经过预热后的原料污泥在气化反应装置中发生污泥的气化反应，形成气化反应后物料；

第一分离装置，经过气化反应后物料在所述第一分离装置进行分离，分别得到气相物料和液固相物料；和

氧化反应装置，在第一分离装置中得到的液固相物料作为污泥氧化反应原料的至少一部分被送入氧化反应器中，发生氧化反应，形成氧化反应后物料，

其中所述气化反应装置还与所述氧化反应装置连接，以使得所述氧化反应后物料与经过换热的高温污泥通过所述气化反应装置进行换热，从而利用氧化反应所放出的热量为气化反应提供所需的热量。

8.根据权利要求7所述的用于处理污泥的两段式污泥处理系统，其中所述预热装置是至少包括一级预热装置、二级预热装置和三级预热装置在内的多级预热装置，其中

所述一级预热装置用于污泥原料与污泥气化氧化反应之后通过第一气化装置获得的气相的热交换；所述二级预热装置用于经过一级预热的污泥与来自气化反应的气化后物料之间的热交换，而所述三级预热用于与由经过液固相氧化放热并与气化反应装置进行换热后的热物料之间的热交换；

或者

其中所述一级预热装置用于污泥原料与污泥气化氧化反应之后通过第一气化装置获得的气相的热交换；所述二级预热用于与由经过液固相氧化放热并与气化反应装置进行换热后的热物料之间的热交换；而所述三级预热装置用于经过二级预热之后的污泥与由气化反应后的物料之间的热交换。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括：第二分离装置，连接在所述第一预热装置的下游，用于将所述低温氧化反应后物料进行分离，分别得到水和固体残渣。

10.根据权利要求8所述的系统，还包括：第三分离装置，连接在所述第三预热装置的下游，用于将经过第三预热装置的气相物料进行分离，分别得到CO₂和合成气。