[发明专利]一种连续气化处理污泥的方法及装置

说明书

本发明公开了一种连续气化处理污泥的方法，包括：将污泥干燥至恒重后筛分，选取100～200目的污泥颗粒作为气化对象；载气携带所述气化对象后与气化剂一并进入热等离子体反应器内进行气化，分别收集气体产物和固体产物，完成污泥连续气化处理。本发明还公开了一种实施上述方法的热等离子体反应器，包括阳极、阴极棒、进料器和等离子体电源，阳极包括内壁为石墨层的阳极套筒，底部设有排气口，阳极套筒下方接有熔融炉，熔融炉底部设有排渣口；阴极棒伸入阳极套筒内；进料器内盛有气化对象，载气经过进料器携带气化对象后和气化剂一并进入阳极套筒内；等离子体电源的正极与阳极连接，负极与阴极棒连接。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种连续气化处理污泥的方法及装置。

背景技术

污泥是一类数量较大又不易处理的固体废弃物，主要来自于各类废水处理，根据其废水来源的不同可以将污泥分为：造纸污泥、印染污泥、电镀污泥等。例如，印染废水占全国工业废水排放量的10％，经过处理后会产生1％～3％含水率为97％的污泥，因此全国印染污泥的产量达600～700万吨/年，且污泥产量以每年10％的速率增长。

传统的污泥处理技术包括填埋、直接倾倒和热处理等，存在着占用土地资源、污染地下水、处理费用高等缺点。由于气化方法处理固体废物具有显著减容和固定重金属于废弃物残渣的特性，同时能够产生如油或合成气等高附加值产品，近些年来气化方法引起了研究者的关注。

然而，由于传统气化方法处理污泥所得合成气中含有大量CO₂和N₂导致其的热值偏低。因此，要同时实现污泥减容、有机组分完全气化和无机组分无害化处理的目标仍旧非常具有挑战性。

热等离子气化技术是近年来日益受到重视的一项气化技术。热等离子体温度可达3000K以上，各种活性粒子和自由基丰富。因此，能快速高效地将污泥中的有机物裂解转化成气体。通过调控气化条件，还可以调节气体的组成，使之能够作为化工资源得到利用。此外，热等离子体气化技术能同时将无机物熔融，实现重金属的高效固化，从而得到无害的固体产物。

公开号为CN106630527A的专利说明书公开了一种污泥热解等离子气化发电的方法和系统，所述污泥热解等离子气化发电方法包括步骤：将污泥送入蓄热式旋转床内进行热解处理，得到热解气液混合物和热解炭；将热解气液混合物通入等离子气化反应室，得到合成气；将合成气通入热换装置进行换热处理，得到蒸汽和剩余合成气，蒸汽通入发电装置。污泥热解等离子气化发电方法的系统包括：蓄热式旋转床、等离子气化反应室、换热装置、发电装置、熄焦装置。

然而，上述专利说明书提供的方法仍需对污泥进行热解预处理，其本质仍是利用等离子体气化气态和/或液态物质，而非直接气化固态污泥，步骤繁琐、复杂。

目前，热等离子气化技术在聚合物和焦油等废弃物的无害化和资源化方面获得了较多研究，但未见有工业化应用等离子体直接处理污泥，特别是印染污泥的报道。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种连续气化处理污泥的方法，一步法直接气化固体污泥颗粒，设备精简，占用土地资源少、不污染地下水、处理费用低、能连续稳定运行，实现了污泥的再生资源利用及无害化处理，适应和满足行业发展及环境保护的需要。

一种连续气化处理污泥的方法，包括：

(1)将污泥干燥至恒重后过筛作为气化对象；

(2)载气携带所述气化对象后与气化剂一并进入热等离子体反应器内进行气化，分别收集气体产物和固体产物，完成污泥连续气化处理；所述的固体产物经熔融、冷却后收集。

本发明采用上述方法连续气化处理污泥，碳收率可到99％以上，合成气能量转换效率可达60％以上，污泥减容比可达40％以上，所得固体残渣对重金属可以达到94％以上的固定效率，毒性浸出实验表明其不属于危险废物。