《一體化污泥炭化技術(shù)和資源循環(huán)利用》來自湖南鼎玖能源環(huán)境科技有限公司姜良軍總經(jīng)理，今天在這里和大家分享一下我們在污泥炭化領(lǐng)域做的一點工作。大家知道每年中國的固體廢棄物有50億噸，包括污泥、垃圾，秸稈、餐廚等等，這些都是我們處理的對象。那么我們怎么去處理它呢?我們遵從師法自然的原則。東北的黑土地是經(jīng)過幾萬年由死亡的動植物通過自然界的自然炭化形成的。今天上午王凱軍教授講到的亞馬遜的黑土地，其流域12%是黑土地，但它是人造的，不是天然形成的，它的黑土地的形成是土著通過燜燒動植物形成的生物碳施到土壤里面形成的，它是人工的。人工生物碳形成的黑土地，它的產(chǎn)出是沒有經(jīng)過生物碳改良的土地的一兩百倍，因為生物碳是多孔的，其中除了含有營養(yǎng)物質(zhì)，多孔可以形成各種微生物的載體，如果耕地退化的話，通過施用生物碳來進行土壤修復是恢復耕地的根本途徑。那么我們的工作就是通過現(xiàn)代化的技術(shù)把有機固體廢棄物轉(zhuǎn)化為生物碳。
污泥的特點高含水、易腐敗、高磷、高氮。污泥處理的“四化”目標，現(xiàn)在還是以減量化為主，資源化是我們努力的方向。污泥處理處置方法一直在演化，現(xiàn)在污泥炭化是我們行業(yè)的一個熱點。污泥炭化也叫干餾，在隔絕空氣情況下污泥中的有機質(zhì)受熱在500-900度之間分解為碳、油、燃氣，其處理過程非常清潔，重金屬危害物及二噁英受到控制。我們的核心技術(shù)就是我們自主原創(chuàng)的一體化連續(xù)碳化爐，其特點是模塊化：它是模塊化任意組合，每個模塊的工作參數(shù)和功能不同;可控性：每個模塊的物料停留時間及流向可控，溫度可控;連續(xù)性：物料在模塊之間的可控連續(xù)化的運動效率很高;靈活性：其加熱方式多種，可以是火、電熱、微波、電磁、等離子等方式。
我們申請了20多項發(fā)明專利，專利分為兩層，一層是基礎(chǔ)專利，一層是應用專利，基礎(chǔ)專利申請了PCT國際專利，應用專利涵蓋污泥、垃圾、餐廚、低階煤，油泥、秸稈等。
我們的示范工程，已經(jīng)運行一年多。在這個示范工程中，我們是直接炭化含水率80%的污泥。污泥直接熱解的熱值不夠，消耗的能源成本很高，那我們怎么做?我們把污泥和秸稈，在湖南谷殼比較多，我們就把污泥和一定比例的谷殼混合在一起，二者混合后熱就平衡了，由于谷殼的成本低，運行費用比較低。污泥和谷殼生產(chǎn)的生物炭全部作為原料送冶煉廠實現(xiàn)了污泥的資源化。我們的污泥炭化系統(tǒng)就建在污泥脫水車間旁邊，帶機脫水到含水率80%的污泥直接對接炭化系統(tǒng)，炭化后作為產(chǎn)品銷售。
污泥炭化系統(tǒng)尾氣我們做了一級噴淋除塵，二氧化硫檢測值在二點幾，氮氧化物檢測值在十幾，各項指標遠低于國家排放標準;如果加一級電除塵，我們的煙塵顆粒物可以控制在10毫克，達到超凈排放標準。大家還可以看重金屬檢測指標，大家對污泥中的重金屬都很重視，污泥通過熱解處理后重金屬浸取濃度指標下降一個數(shù)量級，生物炭酸浸水的重金屬濃度可以達到一類水的標準，個別指標二類水的標準。說明重金屬被鈍化、固化了，非常安全。
碳化技術(shù)在國內(nèi)外一般采用螺旋型或者回轉(zhuǎn)型，使用螺旋型或者回轉(zhuǎn)型炭化時水蒸氣和熱解氣不能分開，所以碳化的對象要干，整個處理流程比較復雜。而我們可以把含水率80%的污泥直接熱解，我們的處理系統(tǒng)非常的簡單。設(shè)備就是兩個模塊，前面一個干燥模塊，后面一個碳化模塊，直接含水率80%的污泥從進料端進去，含水率50～60%的污泥當然更好。前面干燥段利用碳化余熱，把水蒸汽蒸出來，蒸汽出來之后可以向外供熱，可以和其他很多的工藝或用戶進行對接。干燥后的污泥受控進入炭化段，炭化產(chǎn)生的熱解氣由進入燃燒器焚燒，沒有焦油產(chǎn)生，整個過程非常干凈，沒有一點氣味，比脫水車間的氣味還小。
我們的炭化技術(shù)是大道至簡，工藝過程簡單高效，把污泥處置由投入型變成投入產(chǎn)出型。既產(chǎn)出能源也產(chǎn)出產(chǎn)品，投資和運營成本降低。另外，我們按產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈兩鏈集聚，實現(xiàn)企業(yè)間產(chǎn)業(yè)間的循環(huán)鏈接，實現(xiàn)不同行業(yè)的企業(yè)以物質(zhì)流、能量流為媒介進行鏈接共生，實現(xiàn)原料互供，資源共享，建立跨行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。我們可以跨行業(yè)考慮污泥處置的問題，整合社會資源，這樣整個項目經(jīng)濟性會提高。
我們可以把污泥和秸稈，包括廢棄建筑模板等這些都是要處理的東西，一起作為我們的原材料進入我們的系統(tǒng)炭化，污泥炭化過程中產(chǎn)生的熱能給下游用熱企業(yè)。比如說洗滌行業(yè)，它有兩個痛點，一個供熱，一個要排污，如果我們和洗滌企業(yè)一起建立一個聯(lián)合企業(yè)，都設(shè)立在污水廠里面，我們的供熱和排污都可以解決。污泥熱解最大的成本就是熱能，當我們的熱能需求從單純的投入型，變成投入產(chǎn)出型，產(chǎn)生的熱能供給下游用熱企業(yè)使用，資源循環(huán)利用以后，我們用熱的成本會比較低。而我們的另一個副產(chǎn)品生物碳，品質(zhì)比較高，可以用于冶金行業(yè)的還原劑;當污泥中的重金屬含量在安全范圍的時候，可以作為土壤修復劑。我們在用生物碳做的土壤修復實驗，把污泥炭化處置后產(chǎn)出的生物碳施到土壤里面，這樣一方面可以把土壤改良，另一方面讓植物中的重金屬水平大大的下降，實現(xiàn)生態(tài)修復。我們的污泥生物碳中富含氮磷鉀，可以做園林碳基肥。這樣通過產(chǎn)業(yè)鏈的連接，我們把農(nóng)業(yè)廢棄物結(jié)合在一起，做成了的循環(huán)經(jīng)濟，資源循環(huán)利用。
我們污泥炭化的幾個應用場景：第一個：直接炭化含水率80%的污泥，我們添加一定比例的生物質(zhì)，利用生物質(zhì)熱基本平衡降低整個成本，提高生物碳的品質(zhì)和產(chǎn)量。第二個含水率50～60%的脫水污泥炭化，由于我們的炭化系統(tǒng)非常緊湊，熱效率高，充分利用了污泥本身的熱值，運行成本相當?shù)?。第三個是和厭氧消化系統(tǒng)對接，厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，供給污泥碳化，炭化系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱供厭氧系統(tǒng)加熱，余熱熱能比炭化系統(tǒng)消耗的沼氣熱能更多，實現(xiàn)雙贏。
此外，我們解決了油泥處置容易結(jié)焦、連續(xù)化、資源化處置的問題。我們設(shè)備段前是分餾段，餾分段利用不同的沸點把油提取出來，炭化段熱解氣作為油泥炭化的熱源。
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