本申請(qǐng)涉及固廢處理，尤其涉及一種熱解氣化污泥焚燒工藝。

背景技術(shù)：

1、含油污泥是一種特殊的污泥，主要來(lái)源于原油提取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、精煉等過(guò)程中，包括罐底污泥、落地污泥、池底污泥、精煉污泥等。含油污泥是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20～80％的原油、5～85％的水和5～50％的固體顆粒物組成的乳化體系，常含有老化原油、石油烴類(lèi)、病原體、酸性氣體、腐蝕性產(chǎn)物等有毒有害物質(zhì)；此外，在石油進(jìn)行加工的過(guò)程中又會(huì)引入絮凝劑、緩蝕劑、破乳劑、脫水劑等化工助劑，導(dǎo)致其成分極為復(fù)雜。含油污泥具有黏度大、乳化穩(wěn)定、破乳難等特點(diǎn)，目前已被列為危險(xiǎn)廢棄物名錄，是一種極難處理、且危害較大的固體廢棄物。雖然含油污泥是危險(xiǎn)廢棄物，但其所富含的油相也是一種可再次利用的資源。

2、目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)出多種含油污泥的處理技術(shù)，包括固化、溶劑萃取、生物修復(fù)、焚燒、熱解、超聲處理、超臨界水處理等。在上述眾多的現(xiàn)有含油污泥的處理技術(shù)中，熱解處理具有處理效率高，減容、減量效果顯著，資源可回收利用等優(yōu)勢(shì)，在含油污泥的處理中應(yīng)用最廣。熱解處理是指在無(wú)氧或者缺氧的氛圍下，將含油污泥加熱到一定溫度后有機(jī)物被解析的工藝?，F(xiàn)有對(duì)含油污泥的熱解工藝分為催化熱解和普通熱解兩種，催化熱解是在催化劑條件下，將含油污泥加熱到400℃以上的熱解工藝；而普通熱解則是將含油污泥加熱到500℃以上的熱解工藝。兩種工藝得到的產(chǎn)物均為剩余固態(tài)物質(zhì)、不凝氣和熱解油；區(qū)別僅在于不凝氣和熱解油的成分不同。催化熱解工藝，在催化劑的作用下，可以對(duì)熱解產(chǎn)生的氣體改質(zhì)，進(jìn)而改變不凝氣和熱解油的成分。

3、然而，現(xiàn)有的熱解工藝也存在一系列的缺陷。普通熱解工藝，產(chǎn)物不可控，且熱解溫度較高，能耗較大，整體經(jīng)濟(jì)效益較差，資源回收利用率較低。而催化熱解工藝，催化劑難以回收，且大多選用金屬氧化物作為催化劑，易造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述至少一種技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種資源回收利用率較高，能夠熱解、氣化、回收制備芳烴油，整體經(jīng)濟(jì)效益較好，且基本無(wú)二次污染的含油污泥處理工藝，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熱解氣化污泥焚燒工藝。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱解氣化污泥焚燒工藝，包括以下步驟：

3、s1、將含油污泥預(yù)處理至含水率40％以?xún)?nèi)，將秸稈粉碎至粒徑5mm以?xún)?nèi)；

4、s2、將步驟s1預(yù)處理的含油污泥和粉碎后的秸稈顆粒，以及氧化鈣粉料，按照含油污泥65～70％、秸稈25～30％、氧化鈣5～10％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比，置于攪拌機(jī)中充分混合，得到混合料；

5、s3、將步驟s2得到的混合料，置于熱解爐中，以鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒作為非原位熱解催化劑進(jìn)行絕氧或缺氧熱解處理；熱解過(guò)程為：以5～10℃/min的升溫速率升溫至180～200℃，再以12～18℃/min的升溫速率升溫至500～560℃，而后在500～560℃溫度下保溫10～30min；得到熱解氣和熱解固態(tài)產(chǎn)物；

6、s4、將步驟s3得到的熱解氣經(jīng)凈化后，進(jìn)行冷凝處理，冷凝所得液態(tài)產(chǎn)物為芳烴油，回收再利用，冷凝所得氣態(tài)產(chǎn)物為不凝氣，焚燒處理，焚燒熱量回收用于熱解爐的加熱；

7、s5、將步驟s3得到的熱解固態(tài)產(chǎn)物回收，作為生物質(zhì)炭再利用。

8、可選的，所述步驟s1中，將含油污泥預(yù)處理至含水率30～35％，將秸稈粉碎至粒徑1～3mm。

9、進(jìn)一步可選的，所述步驟s1中，含油污泥的預(yù)處理采用加熱脫水的方式。

10、進(jìn)一步可選的，所述加熱溫度控制在105℃以?xún)?nèi)。

11、可選的，所述步驟s2中，氧化鈣粉料的粒徑為50～500μm。

12、可選的，所述步驟s3中，鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒的制備，包括以下步驟：

13、sa、將鉀修飾的zsm-5分子篩、高嶺土和無(wú)水乙醇，按照8:2:1～2的質(zhì)量比充分混合，配置成泥料；

14、sb、將步驟sa得到的泥料，置于造粒機(jī)中，制成粒徑2～10mm的顆粒；

15、sc、將步驟sb得到的顆粒，置于真空爐中，在560～580℃溫度下，真空煅燒，制得鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒。

16、可選的，所述步驟s3中，熱解爐采用以下結(jié)構(gòu)：所述熱解爐包括爐體，所述爐體設(shè)有原料入口、排出熱解氣的熱解氣輸送管和輸入保護(hù)氣體的保護(hù)氣輸入管，所述爐體內(nèi)設(shè)有污泥裝載區(qū)，所述爐體內(nèi)位于污泥裝載區(qū)和熱解氣輸送管之間的區(qū)域，固定設(shè)置有催化床，所述催化床采用多孔陶瓷外殼，內(nèi)部填充鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒。

17、可選的，所述步驟s3中，熱解處理在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。

18、進(jìn)一步可選的，所述氮?dú)獾妮斎肓髁繛?20～140ml/min。

19、可選的，所述步驟s5中，作為生物質(zhì)炭再利用，包括與生物質(zhì)原料混合制備生物質(zhì)燃料，作為生物質(zhì)炭吸附劑應(yīng)用，以及作為酸性土壤的土壤改良劑應(yīng)用。

20、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

21、1.本申請(qǐng)采用含油污泥與秸稈共熱解的工藝設(shè)計(jì)，混入氧化鈣粉料作為原位熱解催化劑，可以有效提高熱解效率，改變熱解的氣化混合氣體的成分組成，進(jìn)而提高熱解油相產(chǎn)物的產(chǎn)率，并且改善熱解油相產(chǎn)物的品質(zhì)；此外，采用氧化鈣作為原位熱解催化劑，可以有助于含油污泥水分的脫出，降低熱解所需活化能，促進(jìn)重質(zhì)有機(jī)物向輕質(zhì)有機(jī)物轉(zhuǎn)化，熱解所得的固態(tài)產(chǎn)物生物質(zhì)炭中混入少量氧化鈣，可以有助于生物質(zhì)炭在土壤改良劑領(lǐng)域的應(yīng)用，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

22、2.本申請(qǐng)采用原位催化熱解和非原位催化熱解相結(jié)合的工藝，以氧化鈣作為原位熱解的催化劑，以多孔隙的鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒作為非原位催化熱解的催化劑，兩種催化模式配合使用，促進(jìn)含油污泥的脫氧、脫氫，以及促進(jìn)芳香基團(tuán)的生成，大幅提高芳烴油的產(chǎn)率，降低低效益的不凝氣的產(chǎn)量。

23、3.本申請(qǐng)以含油污泥和秸稈為原料，通過(guò)熱解將其大部分轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)炭和芳烴油回收利用，剩余少量不凝氣焚燒處理，焚燒熱量也回收利用，資源回收利用率較高，產(chǎn)物品質(zhì)較好，整體經(jīng)濟(jì)效益十分優(yōu)異。

24、4.本申請(qǐng)的工藝能夠有效對(duì)含油污泥減容處理，有效降低危險(xiǎn)廢棄物的排放，且本申請(qǐng)的不凝氣產(chǎn)率低，能夠大幅降低廢氣的排放量，可以有效降低環(huán)境污染。

技術(shù)特征：

1.一種熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s1中，將含油污泥預(yù)處理至含水率30～35％，將秸稈粉碎至粒徑1～3mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s1中，含油污泥的預(yù)處理采用加熱脫水的方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述加熱溫度控制在105℃以?xún)?nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s2中，氧化鈣粉料的粒徑為50～500μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s3中，鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒的制備，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s3中，熱解爐采用以下結(jié)構(gòu)：所述熱解爐包括爐體(1)，所述爐體(1)設(shè)有原料入口(4)、排出熱解氣的熱解氣輸送管(5)和輸入保護(hù)氣體的保護(hù)氣輸入管(6)，所述爐體(1)內(nèi)設(shè)有污泥裝載區(qū)(2)，所述爐體(1)內(nèi)位于污泥裝載區(qū)(2)和熱解氣輸送管(5)之間的區(qū)域，固定設(shè)置有催化床(3)，所述催化床(3)采用多孔陶瓷外殼，內(nèi)部填充鉀修飾的zsm-5分子篩顆粒。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s3中，熱解處理在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述氮?dú)獾妮斎肓髁繛?20～140ml/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解氣化污泥焚燒工藝，其特征在于，所述步驟s5中，作為生物質(zhì)炭再利用，包括與生物質(zhì)原料混合制備生物質(zhì)燃料，作為生物質(zhì)炭吸附劑應(yīng)用，以及作為酸性土壤的土壤改良劑應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種熱解氣化污泥焚燒工藝，包括以下步驟：S1、將含油污泥預(yù)處理，秸稈粉碎；S2、將預(yù)處理的含油污泥和粉碎后的秸稈顆粒，以及氧化鈣粉料，置于攪拌機(jī)中充分混合，得到混合料；S3、將步驟S2得到的混合料，置于熱解爐中，以鉀修飾的ZSM?5分子篩顆粒作為非原位熱解催化劑進(jìn)行絕氧或缺氧熱解處理；S4、將步驟S3得到的熱解氣經(jīng)凈化后，進(jìn)行冷凝處理，液態(tài)產(chǎn)物為芳烴油，回收再利用，氣態(tài)產(chǎn)物為不凝氣，焚燒處理；S5、將步驟S3得到的熱解固態(tài)產(chǎn)物回收，作為生物質(zhì)炭再利用。本申請(qǐng)資源回收利用率較高，能夠熱解、氣化、回收制備芳烴油，整體經(jīng)濟(jì)效益較好，且催化劑可以重復(fù)使用，基本無(wú)二次污染。

技術(shù)研發(fā)人員：喬瑜,呂元,呂復(fù),許軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢奧杰科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10