本发明专利技术提出了污泥催化热解气化制备生物柴油的方法和系统，其中，污泥催化热解气化制备生物柴油的方法包括：向污泥中加入添加剂进行干化处理；将经过干化处理后的污泥布入无热载体蓄热式旋转床内进行催化热解处理，以便得到气液混合物和污泥炭；将污泥炭与气化剂发生水蒸气气化反应，以便得到可燃气用于催化热解处理；将气液混合物进行冷凝处理并得到热解气和热解液；利用二氯甲烷对热解液进行萃取处理并得到有机物萃取相和水相；将有机物萃取相进行精馏处理并分离得到生物柴油。该工艺方法减少了臭气的产生，实现了污泥钙化脱水和催化热解的高效结合，不仅降低了干化能耗，还提高了污泥热解速率和热解产物的品质，运行成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废弃物资源化处理领域，具体涉及污泥催化热解气化制备生物柴 油的方法和系统。
技术介绍
目前，世界的能源消费主要以煤炭、石油和天然气等化石燃料为主。世界能源组织 预测2005年到2030年，全球的一次能源需求将会增加55%，其年均增长率为1.8%，不可 再生的化石燃料仍是一次能源消费的主要来源，在需求增长总量中占到84%。如何调整优 化能源消费结构、寻找替代能源，是世界各国面临的一个重要课题。 随着我国城镇化水平不断提高，城市污水的排放量也急剧增加，由于污水处理过 程中会产生大量含有寄生虫卵、有害病原菌、重金属污泥，如果不进行有效处理与处置，会 对环境造成严重的二次污染。据统计，2013年我国城镇污水处理厂所产生的污泥量超过 3000万吨，其中有80%的污泥没有得到妥善处理，简单填埋或堆放使得许多城市面临着 "毒泥围城"。 污泥热解是在无氧或缺氧的条件下，将污泥加热到一定温度，使污泥中的有机物 发生热裂解和热化学转化反应，生成H 2、CO、CH4等可燃性气体、油水混合液及固体产物的过 程。污泥热解是一种新的污泥热化学利用处置技术，具有环境污染小、成本低、资源高效回 收等众多优点。热解工艺分成低温热解500°c )和高温热解。由于高温热解大型设备 制造难度大、运行要求高，并且能耗相对较高，目前国内外的研发重点放在低温热解上。污 泥低温热解技术能有效地克服传统污泥处置方法的缺点。由于重金属富集于固体残渣中稳 定性好，且反应温度低，避开了二恶英生成区，NOx和SOx生成也很少，因此低温热解技术是 国际公认的有重要应用前景的污泥资源化热化学处置技术。 现有的污泥热解技术一般包括预处理（脱水、干化）、热解系统、除臭系统、净化系 统等，其存在的问题主要包括：（1)现有的污泥干化技术，由于蒸出的水分温度较低，一般 直接进入污水处理系统，增加了处理费用、难以实现污泥的"减量化、无害化、资源化"；（2) 现有的污泥热解系统主要以制可燃性气体、高热值燃油为目的，污泥炭由于含有重金属，需 要进行填埋处理，"炭资源"没有得到有效利用；（3)现有的污泥热解制油技术难以实现油水 混合液的高效分离，通过冷凝得到的热解液含有较多的水分，热值较低，由于热解液中含有 较多酸性成分，还会对锅炉、管道等设备造成腐蚀。 若不采用萃取精馏制备污泥热解生物柴油，现有技术存在的问题包括：（1)污泥 热解液中油水分离不完全，含油的水分进行污水处理系统，增加了处理难度；（2)热解油产 量较低、轻质组分较少、热值不高，难以有效利用。 另外，普通污泥热解方法得到的热解油含氧量高、酸值较大、粘度高、稳定性差，难 以进一步利用，如果能得到高品质、高热值的生物柴油，将会便于污泥热解的工业化运行和 推广。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的 一个目的在于提出一种污泥催化热解气化制备生物柴油的方法和系统。 根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种污泥催化热解气化制备生物柴油的方 法。根据本专利技术实施例的污泥催化热解气化制备生物柴油的方法包括： 向所述污泥中加入添加剂进行干化处理，以便蒸发出部分水分并且除臭； 将经过所述干化处理后的污泥连同所述添加剂一起布入无热载体蓄热式旋转床 内进行催化热解处理，以便得到气液混合物和污泥炭； 将所述污泥炭与气化剂在流化床气化装置内发生气化反应，以便得到可燃气用于 所述催化热解处理； 将所述气液混合物进行冷凝处理，以便得到热解气和热解液； 利用二氯甲烷对所述热解液进行萃取处理，以便得到有机物萃取相和水相；以及 将所述有机物萃取相进行精馏处理，以便分离得到生物柴油。 本专利技术的目的是针对污泥热解工艺中干化产水的处理成本大、冷凝液热能回收利 用低、热解液油水分离效果差、热解油的品质差、污泥炭无法利用等问题，提供一种清洁、高 效制备生物柴油的热解方法，采用无热载体蓄热式旋转床对污泥进行催化热解，获得的可 燃性气体可作为燃气出售，分离出的生物柴油产率高、酸值低、油品好、热值高，污泥炭进入 循环流化床与干化产生的水分进行水蒸气气化，实现"减量化、无害化、资源化"的最大效 益，运行成本低，产品价值高。 在本专利技术的一些实施例中，所述添加剂的添加量为所述污泥质量的10-50%，所述 添加剂包括氧化钙。所述添加剂除氧化钙以外，还包括氧化镁、三氧化二铁、碳酸钠中的一 种或几种。 在本专利技术的一些实施例中，所述催化热解处理的温度为400-700摄氏度； 在本专利技术的一些实施例中，进行所述催化热解处理的无热载体蓄热式旋转床的上 辐射管的温度为400-600摄氏度，下辐射管的温度为500-700摄氏度。 在本专利技术的一些实施例中，所述干化处理的温度为100-200摄氏度； 在本专利技术的一些实施例中，所述气化反应的温度为800-900摄氏度。 在本专利技术的一些实施例中，所述精馏处理的温度为40摄氏度。 在本专利技术的一些实施例中，所述气化剂来自所述干化处理的得到的水分和所述萃 取处理得到的水相。 在本专利技术的一些实施例中，利用所述冷凝处理回收的热量用于所述精馏处理。 在本专利技术的一些实施例中，所述萃取处理过程中，所述二氯甲烷的添加重量比例 为0. 5-1. 5,萃取静置时间为10-30分钟。 根据本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种污泥催化热解气化制备生物柴油的系 统。根据本专利技术实施例的污泥催化热解气化制备生物柴油的系统包括： 干化装置，所述干化装置具有污泥入口、干化污泥出口、烟气入口、蒸气出口，所述 污泥入口与螺旋进料器相连所述干化装置适于对向所述污泥进行干化处理，以便蒸发出部 分水分和除臭； 无热载体蓄热式旋转床，所述无热载体蓄热式旋转床具有干化污泥入口、燃料入 口、气液混合物出口、污泥炭出口和烟气出口，所述污泥炭出口处设置有破碎出料机；所述 干化污泥入口与所述干化污泥出口相连，所述烟气出口与所述烟气入口相连，所述无热载 体蓄热式旋转床适于对经过所述干化处理后的污泥进行催化热解处理，以便得到气液混合 物和污泥炭； 流化床气化装置，所述流化床气化装置具有污泥炭入口、气化剂入口、气化混合气 出口和除尘灰入口，所述污泥炭入口与所述污泥炭出口相连，所述流化床气化装置适于将 所述污泥炭与气化剂发生水蒸气气化反应，以便得到可燃气； 除尘净化装置，所述除尘净化装置具有气化混合气入口、燃料出口和除尘灰出口， 所述气化混合气入口与所述气化混合气出口相连，所述除尘灰出口与所属除尘灰入口相 连，所述除尘净化装置适于对所述气化混合气进行净化处理，以便得到可燃气； 可燃气储罐，所述可燃气储罐具有可燃气入口、燃料出口，所述可燃气入口与所述 燃料出口相连，所述燃料出口与所述燃料入口相连； 冷凝器，所述冷凝器具有气液混合物入口、热解气出口、热解液出口、循环水入口、 循环水出口，所述气液混合物入口与所述气液混合物出口相连，所述冷凝器将所述气液混 合物进行冷凝处理，以便得到热解气和热解液； 萃取装置，所述萃取当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污泥催化热解气化制备生物柴油的方法，其特征在于，包括：向所述污泥中加入添加剂进行干化处理，以便蒸发出部分水分并且除臭；将经过所述干化处理后的污泥连同所述添加剂一起布入无热载体蓄热式旋转床内进行催化热解处理，以便得到气液混合物和污泥炭；将所述污泥炭与气化剂在流化床气化装置内发生气化反应，以便得到可燃气用于所述催化热解处理；将所述气液混合物进行冷凝处理，以便得到热解气和热解液；利用二氯甲烷对所述热解液进行萃取处理，以便得到有机物萃取相和水相；以及将所述有机物萃取相进行精馏处理，以便分离得到生物柴油。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，肖磊，贾懿曼，张安强，陶进峰，巴玉鑫，吴小飞，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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