[发明专利]利用污泥制备吸附材料的系统和方法

说明书

本发明公开了利用污泥制备吸附材料的系统和方法，系统包括：水热反应装置，所述水热反应装置具有污泥入口、高温水蒸气入口、水热污泥出口和水热后水蒸气出口；压滤装置，所述压滤装置具有水热污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口，所述水热污泥入口与所述水热污泥出口相连；热解装置，所述热解装置具有压滤污泥入口、热风入口、热解碳出口、热解油气出口和换热后热风出口，所述压滤污泥入口与所述压滤污泥出口相连；热解碳活化装置，所述热解碳活化装置具有热解碳入口、活化剂入口、活化后气体出口和吸附材料出口，所述热解碳入口与所述热解碳出口相连。采用该系统不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高品质的吸附材料。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种利用污泥制备吸附材料的系统和方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展以及环保意识的逐渐增强，活性炭吸附技术越来越受到重视，比如：活性炭除甲醛技术、活性炭吸附二噁英技术、活性炭吸附重金属技术等。但传统的活性炭材料由于生产工艺和材料本身的局限，通常吸附能力有限，而高品质的活性炭一般需要大量的活化剂，成本较高，且在生产过程中极易造成设备的腐蚀及二次污染。因此，开发高性能、低成本的类活性炭材料具有重要的意义。

污泥作为市政污泥的废弃物，如何安全处置已成为环保领域关注的重点。目前主要的处理方式为填埋、堆肥、焚烧等。填埋技术相对简单，成本较低，但是需要占用大量的土地资源、污染地下水；堆肥市场不乐观；污泥焚烧可实现污泥的减量化和资源化利用，但成本高、存在二次污染，并产生二噁英等高致癌性气体，大规模发展受到阻碍。

热解碳化可全部杀死污泥中的病毒有害物质，实现最大减量化，并稳定污泥中的重金属，是一种较彻底处理污泥的方法。重要的是，热解碳化产生的热解炭具有较多的微孔，比表面积相对较大，有类活性炭的性质。但就目前的研究结果发现，直接碳化所得的热解炭比表面积相对较小，吸附性能较普通活性炭差。

因此，利用污泥制备高品质吸附材料的技术有待研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用污泥制备吸附材料的系统和方法，采用该系统不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高品质的吸附材料。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种利用污泥制备吸附材料的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：

水热反应装置，所述水热反应装置具有污泥入口、高温水蒸气入口、水热污泥出口和水热后水蒸气出口；

压滤装置，所述压滤装置具有水热污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口，所述水热污泥入口与所述水热污泥出口相连；

热解装置，所述热解装置具有压滤污泥入口、热风入口、热解碳出口、热解油气出口和换热后热风出口，所述压滤污泥入口与所述压滤污泥出口相连；

热解碳活化装置，所述热解碳活化装置具有热解碳入口、活化剂入口、活化后气体出口和吸附材料出口，所述热解碳入口与所述热解碳出口相连。

根据本发明实施例的利用污泥制备吸附材料的系统通过将污泥供给至水热反应装置中与高温水蒸气接触进行水热处理，实现污泥的破壁，在提高污泥脱水性能的同时，实现污泥结构的重排，解决现有污泥干化热解技术中存在的脱水困难、热解能耗高等问题，同时将污泥热解与活化系统集成，为生物炭的高附加值利用提供方案，在提高系统热效率的同时，提高了产品附加值，实现污泥处理系统的节能环保及高附加值。由此，采用该系统不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高品质的吸附材料。

另外，根据本发明上述实施例的利用污泥制备吸附材料的系统还可以具有如下附加的技术特征：