炭化炉污泥碳化处置工艺探索

多年之前首次外传污泥碳化观点，由直觉上鉴定，这类高温处置技能不管怎样先要逾越干化的门槛，它的处置能耗或许会非常高。今年以来，污泥碳化这个词愈来愈热，笔者无所事事对它做一番明晰与探求。
一、规律
实际上，碳化就是对有机废除物进行热分化处置的一类工艺。根据工艺程序及其产品特性，这类工艺大概有不一样的名称，例碳化、炭化、热解、裂解、干馏、焦化、气化、热裂、热裂解、高温裂解等。不管这些名称是多么不一样，它的根本规则皆是在可控情况下令有机质受热分化，工艺所具备的相同特性能概括为三句话：
1、高温：在高温功用下，部分有机质出现解聚，酿成可燃气体；
2、低氧：在高温处置进程里，经由节制供氧量，达成有限焚烧；
3、低水分：废除物（如污泥）应起先递减水分（前置干燥），才可以展开热分解处置；

这种有机质的热分解过程在原理上与工业炼焦有极端相似之处。炼焦反应分为以下几个阶段：
(1)干燥和预热（20-200度）：析出水分；
(2)开始热分解（200-350度）：产生化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体和少量焦油蒸气和液体；
(3)胶质体产生和固化（350-500度）：产生焦油和沥青等液体，呈胶质状态；伴随聚缩和合成反应，析出挥发物，形成固体物质和半焦；
(4)半焦收缩和焦炭形成（500-950度）：产生大量挥发物，主要是氢气和甲烷，继续析出氢气焦质逐渐变硬；
炼焦以获得焦炭（固体部分）和煤化工产品（来自气体的进一步提纯处理）为目标，这一点与废弃物的处理是有很大不同的。污泥热解也产生固体和气体两部分，当强调固体是具有热值的产品时，可能会以“碳化”、“炭化”称之。当强调污泥热解的气体作为产品时（用于燃气轮机），可能会以“气化”称之。作为一种废弃物处理工艺，热解所产生的气体均是被燃烧掉的，作为整个热解系统能量来源的一部分，以降低对外来补充能源的需求。

二、主要工艺流程及其分析
炭化炉相对复杂些，有4个热工装置（预热炉、再燃炉、备用炉、脱臭炉），一个以污泥为燃料的热工装置（碳化炉），一个干化装置（干燥器），2个间接气-气换热器（空预器和臭气预热器），1个冷凝器。
此工艺解题的关键，在于燃烧所产生的烟气量及其含湿量。烟气量和烟气含水量与燃料和过剩空气系数的取值相关。通过计算重油和污泥有机质、过剩空气系数，最终计算得到的干烟气量与水分值，应与干燥器入出口的烟气量和水分相关。即，由于预热炉、碳化炉、再燃炉和备用炉产生的烟气均进入干燥器，干燥器入出口的高温气体应该与由4个热工装置产生的干烟气及其水分的产生量相等。

三、展评
同前所述，对污泥展开热分化是一种技能，有不一样的称号，可总的规律是相似的，皆起先要干化，之后是热解，热解的能量被运用。能量不足的部分须要弥补。在能量均衡的本质上，它和干化+燃烧实际上是相同的。
由有机质运用的方位看，热解之后终末气化的气体仍旧是被燃烧的，所以具备焚烧烟气的处置疑问。当然，此种运用体系和典型的富氧焚烧有不一样的地方。
有多有体系均衡的方位看，污泥碳化工艺是相较得当的，终究干燥器升水挥发量的干空气用量才4.3kg/kg.H2O，自然，须要有充裕高的温度，不然干化是没办法达成的。