一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置。所述方法包括：脫水污泥（含水率0%-80%）與需要處理的含有重金屬的危險廢物均勻混合，并保證混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg?；旌嫌泻亟饘傥U的污泥經(jīng)過干燥程序后進(jìn)入熱解器，在熱解器中進(jìn)行熱解，熱解溫度在350-750℃之間，優(yōu)選地，在450-650℃之間。熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分在線燃燒供應(yīng)熱解器所需的熱量，形成的炭焦冷卻后可進(jìn)入衛(wèi)生填埋場甚至做催化劑再利用。所述的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置包含污泥與含重金屬危廢的拌合器，用于干燥污泥與含重金屬危廢混合料的干燥器，熱解器，熱解揮發(fā)分的儲氣罐和燃燒室以及熱解炭的冷卻器。上述利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置，其優(yōu)勢是在污泥熱解處置的同時還可以處置含有重金屬或者還含有其它污染物的危險廢物，而不增加額外的投資及處置費(fèi)用。
【專利說明】—種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處置與資源化處理領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種利用污泥熱解穩(wěn)定非揮發(fā)性重金屬的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]污水處理廠在處理污水過程中會產(chǎn)生大量污泥，主要是微生物殘余、有機(jī)污染物和部分無機(jī)雜物。城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量約為污水量的1%左右，污泥含水97%。如日處理10萬M3的污水廠，日產(chǎn)污泥1000M3污泥(含水97%)。污泥經(jīng)過脫水后形成的脫水污泥含水率一般在80%作用，采用現(xiàn)有技術(shù)中的先進(jìn)脫水技術(shù)可以將含水率降低到70%~65%。我國城市每年污泥產(chǎn)生量近3000萬噸(以含水率80%計(jì))。除了城市污水處理產(chǎn)生污泥之外，還有大量的工業(yè)污水處理也產(chǎn)量了大量的污泥，例如我國造紙工業(yè)廢水處理污泥總量就達(dá)350萬~450萬t/年。如果污泥處理處置時未得到很好的解決，存在嚴(yán)重的二次污染風(fēng)險，目前處理方法:焚燒、填埋、堆肥；此外污泥熱解技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，逐漸變成實(shí)用技術(shù)?，F(xiàn)有污泥處理方法中的熱解技術(shù)主要用來處理掉污泥，而熱解殘焦或用作燃料，或者用作土壤改良劑。已有的研究表明污泥熱解殘焦中重金屬殘留約90%以上，且浸出量都很小，甚至不浸出(污水污泥裂解目標(biāo)產(chǎn)物及殘焦促進(jìn)植物生長的研究，環(huán)境科學(xué)，2011，32(9):2604—2609 ；Fate of heavy metals and radioactive metals in gasification of sewagesludge, Waste Management 2004， 24: 193 - 198 ；Behavior of Chromium, Nickel,Copper, Zinc, Cadmium, Mercury, and Lead during the Pyrolysis of Sewage Sludge.Environ.Sc1.Technol，1987，21: 704-708)。
[0003]但是現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)中，污泥熱解炭的這一穩(wěn)定重金屬的作用并沒有發(fā)揮出來。另一方面，各行各業(yè)產(chǎn)生的大量含有重金屬的危險廢物卻花費(fèi)相當(dāng)大的代價來進(jìn)行焚燒處置或者送入級別高、費(fèi)用高的安全填埋廠處置，不僅浪費(fèi)資金，而且非常容易產(chǎn)生二次污染。
[0004]鑒于現(xiàn)有的污泥碳化技術(shù)不能滿足大規(guī)模利用污泥熱解炭的重金屬穩(wěn)定效果來主動處理含重金屬的危險廢物、污泥本身處理代價高、費(fèi)用大；危險廢物處理代價更高、費(fèi)用更貴的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種高效、經(jīng)濟(jì)、可行、不增加二次污染和節(jié)省處置場地與投資的多種廢物綜合處理技術(shù)，即一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置，能處置污泥并利用污泥的熱解過程同時穩(wěn)定重金屬和含有重金屬的危險廢物。從整個社會的角度節(jié)省廢物處置場地與處理投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法與裝置。
[0006]本發(fā)明提出的一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法，該方法在熱解處置污泥的同時還可以處置其它含有重金屬的危險廢物。具體步驟如下:
含水率0%~80%的脫水污泥進(jìn)入拌合器1，與要處理的含有重金屬的危險廢物均勻混合，混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg ;混合有含重金屬的危險廢物的污泥送入干燥器2，利用任何熱源(優(yōu)先使用系統(tǒng)煙氣的余熱)干燥后的混合物料3送至熱解器4，當(dāng)混合物料含水率低于10%以下時，送入熱解器4，在熱解器4中進(jìn)行熱解產(chǎn)生熱解揮發(fā)分5和熱解炭10 ;控制熱解溫度為35(T750°C，高溫的熱解炭10送入冷卻器11冷卻，冷卻后的炭送到最終處理環(huán)節(jié)衛(wèi)生填埋場；熱解揮發(fā)分5分成兩股流動通過輸送腔室，一股熱解揮發(fā)分5經(jīng)過冷卻腔16后送入儲氣罐6，儲氣罐6的可燃?xì)怏w通過壓力調(diào)節(jié)裝置后送入布置在燃燒室6中的燃燒器進(jìn)氣管，作為燃燒室6的穩(wěn)燃?xì)怏w，保證另一股熱解揮發(fā)分不經(jīng)過冷卻直接送進(jìn)燃燒室后能立即著火穩(wěn)定燃燒；另一股熱解揮發(fā)分直接送至燃燒室7 ;儲氣罐6底部的冷凝液以及冷卻過程中產(chǎn)生的冷凝液再送入熱解器4進(jìn)行二次裂解；燃燒室7產(chǎn)生的高溫?zé)煔?送回?zé)峤馄?的受熱面熱源側(cè)作為熱源提供熱解所需的熱量；隨后減溫后的煙氣9送入干燥器2對混合污泥進(jìn)行干燥；干燥產(chǎn)生的廢氣以及冷卻后的煙氣分別或者合成一股流送入氣體凈化器13凈化后排出。 [0007]本發(fā)明中，所述熱解溫度優(yōu)選為45(T650°C。
[0008]本發(fā)明中，所述含有重金屬的危險廢物為含鎘Cd、鉛Pb、鋅Zn、鉻Cr、鎳N1、銅Cu、硒Se、錳Mn、鈹Be、鋇Ba或銀Ag等其中的一種或者多種金屬的污泥、殘?jiān)?、土壤；以及廢棄物焚燒產(chǎn)生的飛灰。
[0009]本發(fā)明提出的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置，包括拌合器1、干燥器2、熱解器
4、儲氣罐6、燃燒室7、冷卻器11、冷卻腔16和燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置16，其中:拌合器I的出口連接干燥器2，干燥器2的混合物料出口連接熱解器4，干燥器2的煙氣進(jìn)口連接熱解器4，熱解器4的熱解揮發(fā)分一路通過冷卻腔16連接儲氣罐6，熱解器4的熱解揮發(fā)分另一路通過管道連接燃燒室7 ;熱解器4的熱解炭出口連接冷卻器11，儲氣罐6通過燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置17和管道連接燃燒室7 ;干燥器2連接氣體凈化器13。
[0010]本發(fā)明中，拌合器I可以選自任何具有拌合功能的裝置，典型的選擇是具有攪拌器、進(jìn)口和出口的容器；或者具有一根或者一根以上螺旋軸的螺旋輸送捏練機(jī)。
[0011]本發(fā)明中，所述干燥器2可以是間接加熱方式，例如選用真空槳葉干燥器、旋盤干燥器等，煙氣9進(jìn)入后通過受熱面加熱混合污泥，從污泥側(cè)蒸發(fā)出的水蒸汽和煙氣分別凈化，當(dāng)危險廢物中含有易揮發(fā)的有機(jī)污染物時優(yōu)先選擇這種形式；干燥器2還可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一款直接接觸式的干燥器，如滾筒式干燥器、帶式干燥器、流化床干燥器等；煙氣9進(jìn)入后與干燥器2的污泥中直接接觸干燥，當(dāng)危險廢物中不含有機(jī)污染物時優(yōu)選這種形式。經(jīng)過干燥后的混合物料含水率3控制在10%及以下再送入熱解器4 ;本發(fā)明中，所述的熱解器4可以選擇現(xiàn)有技術(shù)中任何一種類型的熱解器，如容積式、管式和回轉(zhuǎn)窯式，優(yōu)選具有2個或者2個以上加熱段和至少有2個揮發(fā)份出口連接通道的管式或者回轉(zhuǎn)式熱解器。冷卻器10可以選用任何現(xiàn)有的冷卻器，優(yōu)選帶有螺旋輸送形式的冷卻器。
[0012]本發(fā)明中，儲氣罐6選自現(xiàn)有技術(shù)中的干式氣柜或者濕式氣柜?？扇?xì)怏w壓力調(diào)節(jié)與止回裝置17的作用是保證氣體合適送入布置在燃燒室6中的燃燒器燃燒，作為燃燒室6的穩(wěn)燃?xì)怏w，并阻止氣流倒流，可以選自現(xiàn)有技術(shù)中任何具有該作用的裝置和器件，如調(diào)壓閥連接止回閥。
[0013]本發(fā)明中，冷卻腔16中布置有可以收集冷凝液的冷卻排管，冷卻排管內(nèi)部是冷水或者冷風(fēng)，外面是熱解揮發(fā)分5。產(chǎn)生的冷凝液直接送回?zé)峤馄? 二次裂解。[0014]本發(fā)明中，熱解器4為容積式、管式或回轉(zhuǎn)窯式等中任一種，并至少有2個揮發(fā)分出口連接通道。
[0015]采用本發(fā)明所提供的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法和裝置的有益之處是:
I)可以使污泥熱解處理過程變成危險廢物的處理過程中，不需要建立兩套裝置，或者使用額外的藥劑和工藝裝置來處理危險廢物；這就避免了危險廢物的高昂處置費(fèi)和采用送入安全填埋場等方式處理所占據(jù)的填埋場容積，提高了整體經(jīng)濟(jì)性并為含重金屬的危險廢物提供了一個低成本、效果良好的出路。而污泥本身在此過程中也被妥善穩(wěn)定化。
[0016]2)由于熱解溫度較高(35(T750°C)，而且處于強(qiáng)還原性氣氛；危險廢物中除重金屬被穩(wěn)定以外，如含有機(jī)污染物同時也能被同時分解及去毒，例如多氯聯(lián)苯PCB類物質(zhì)、二噁英類物質(zhì)以及多溴聯(lián)苯醚類物質(zhì)。必要時同時加入石灰或者堿性物質(zhì)還可以提高重金屬的穩(wěn)定效果和中和在熱解過程中的污染性氣體。
[0017]3)通過采用兩個熱解揮發(fā)分的氣流腔，即I個帶冷卻排管的氣流腔16和直接導(dǎo)入燃燒室7的氣流腔(流量可調(diào))將熱解揮發(fā)分分成2股，一股導(dǎo)入儲氣罐作為燃燒室的穩(wěn)定燃燒氣體，一股直接燃燒，使處置系統(tǒng)對外部熱源的依賴降低最低，也即使達(dá)到了只有污泥干基熱值足夠高，除了點(diǎn)火以外完全不依賴外面能源就能運(yùn)行。大大提高了系統(tǒng)布置的方便性、降低了系統(tǒng)的能耗要求以及處理費(fèi)用。
[0018]4)通過熱解溫度在35(T750°C的大范圍調(diào)節(jié)可以穩(wěn)定危險廢物中含有的鎘Cd，鉛Pb,鋅Zn,鉻Cr,鎳Ni,銅Cu,硒Se,猛Mn,鈹Be,鋇Ba,銀Ag等重金屬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的裝置。
[0020]圖中標(biāo)號:1拌合器；2干燥器；3混合物料；4熱解器；5熱解揮發(fā)分；6儲氣罐；7燃燒室；8高溫?zé)煔猓?降溫后煙氣；10熱解炭；11冷卻器；12外運(yùn)；13氣體凈化器；14冷卻介質(zhì)進(jìn)口 ；15冷卻介質(zhì)出口 ；16冷卻腔；17燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0022]實(shí)施例1
某市污水污泥的干基熱值為15500KJ/kg，含水82%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批焚燒飛灰需要處理，焚燒飛灰含Pb濃度2800ppm，含Cd濃度達(dá)到400ppm，含二噁英3.6ng/g-1 TEQ,屬于危險廢物。處理時，按照污泥干量的20%加入飛灰，混合物料的干基熱值為12400kJ/kg。并加入18kg木屑粉/噸濕污泥；或者每噸濕污泥加入7kg粉碎的廢塑料以補(bǔ)充熱解能量。在帶有攪拌器的罐體式拌合器I中反復(fù)拌合、捏練均勻后，送入干燥器2，干燥器2是回轉(zhuǎn)式滾筒干燥器，煙氣9與污泥直接接觸干燥，廢氣排入氣體凈化器13。干燥后混合物料3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4是三段加熱內(nèi)部采用螺旋軸輸送式，最后一段溫度維持在450°C飛50°C之間，充分碳化后熱解炭10排出到冷卻器11中，冷卻器11是螺旋送料的螺旋輸送管外面布置有水冷卻夾套。排出的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Pb低于0.25ppm,Cd低于0.1ppm,與此同時飛灰中所含的二噁英分解,殘留濃度0.06ng/g-1 TEQ送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。即I噸80%的污泥摻混40kg飛灰，I座日處理污泥200噸的污泥處理廠可以處理飛灰8噸。全市污泥產(chǎn)量超過3500噸/日(80%含水率計(jì))，焚燒飛灰產(chǎn)量只有30噸/日，所有的飛灰均可通過此途徑處理而不必進(jìn)入安全填埋廠。采用本發(fā)明污泥和飛灰的處置投資低于30萬/(噸.日)，運(yùn)行費(fèi)用低于300元/噸濕污泥，而飛灰除了運(yùn)輸費(fèi)用外不產(chǎn)生額外的費(fèi)用。單獨(dú)處理飛灰，需要另外建設(shè)一套投資費(fèi)用不低于30萬/(噸.日)的昂貴設(shè)施，且運(yùn)行費(fèi)用按照現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)達(dá)到500元/噸或以上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了巨額的投資，并且避免了昂貴的運(yùn)行費(fèi)用，起到有益的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效果。
[0023]實(shí)施例2
某污水污泥的干基熱值為13000KJ/kg，含水70%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批化工廠排出的含Cr廢渣需要處理，廢渣的含Cr濃度5900ppm，含Cd濃度達(dá)到1000ppm,含水40%，干基熱值5000kJ/kg，屬于危險廢物。處理時，按照污泥干量的5%~10%加入此廢渣，混合物料的干基熱值為1090(Tl2600 KJ/kg。在帶攪拌器的罐體式拌合器I中反復(fù)拌合、攪拌均勻后，送入干燥器2，干燥器2是回轉(zhuǎn)式滾筒干燥器，煙氣9與污泥直接接觸干燥，廢氣排入氣體凈化器13。干燥后混合物3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4的形式與實(shí)施例I相同，最后一段溫度維持在450°C飛50°C之間，充分碳化后形成熱解炭10排出到冷卻器11，冷卻后的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Pb低于0.25ppm, Cd低于0.1ppm,送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。I噸70%的污泥摻混可以摻混15kg~30kg廢渣，I座日處理污泥100噸的污泥處理廠可以處理廢渣1.5^3噸。該廢渣的產(chǎn)量約1.5^3噸每日，只需要I座日處理污泥100噸的污泥熱解處理工廠，可將此廢渣處理完畢而不必采用復(fù)雜的穩(wěn)定化工藝后進(jìn)入安全填埋廠。
[0024]實(shí)施例3
某污水污泥的干基熱值為12000KJ/kg， 已經(jīng)被干化，含水率近0%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批含重金屬鎘Cd的污泥需要處理；含鎘泥的干基熱值為3000KJ/kg左右，不能維持燃燒，含CM濃度2900ppm(干基),含水60%,浸出檢查證實(shí)屬于典型的危險廢物。處理時，按照污泥干量的5%~?Ο%加入此廢渣，混合物料的干基熱值為11100-11550KJ/kg。在帶攪拌器的罐體式拌合器I中加少量水將干污泥稠糊化、與含鎘泥反復(fù)拌合、攪拌均勻后，送入干燥器2，干燥器采用旋盤式間接干燥器，干燥后的物料3送入熱解器4，熱解器是三段回轉(zhuǎn)加熱式，第三段的溫度維持在400°C飛00°C之間，充分碳化后炭10排出到冷卻器11，冷卻器11與實(shí)施例1的形式相同，冷卻后的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Cd低于0.1ppm,送入衛(wèi)生填埋場，單獨(dú)填埋，避免與垃圾接觸。I噸干污泥摻混150kg^300kg鎘泥，I座日處理污泥50噸的干污泥處理廠可以處理鎘泥7.5^15噸。該鎘泥的產(chǎn)量約7.5~15噸每日，只需要I座日處理污泥50噸的污泥熱解處理工廠，可將此鎘泥處理完畢而不必用復(fù)雜的穩(wěn)定化工藝后進(jìn)入安全填埋場。
[0025]實(shí)施例4
某市污水污泥的干基熱值為15300KJ/kg，含水80%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一批被多氯聯(lián)苯PCBs和Mn，Zn所污染的土壤需要處理，該批被污染的土壤為局部嚴(yán)重污染，總量500噸，含PCBs量·達(dá)到1500ppm,含錳Mn達(dá)1000Oppm,含鋅達(dá)12000ppm。處理時，按照污泥干量的20%加入被污染的土壤，同時每噸濕污泥加入15kg的木屑粉和IOkg的石灰粉，混合物料的熱值為11680kJ/kg，在雙軸螺旋輸送機(jī)式拌合器I中反復(fù)拌合、捏練均勻后，送入干燥器2，干燥器2是真空槳葉干燥器，煙氣9與污泥不直接接觸，干燥產(chǎn)生的廢汽先冷凝，不凝性氣體送入燃燒室。煙氣冷卻后排入氣體凈化器凈化。干燥后混合物料3再進(jìn)入熱解器4，熱解器4是兩段加熱的回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器，最后一段溫度維持在550°C ^650°C之間。熱解過程中的能量主要來自污泥熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分，這時所有的揮發(fā)分從帶冷卻排管的輸送腔中送入儲氣罐6,儲氣罐6米用高強(qiáng)度玻璃鋼制作的濕式氣柜，同時在燃燒室內(nèi)補(bǔ)燒部分天然氣使燃燒室溫度達(dá)到1100°C以后再送入熱解器4的外側(cè)加熱，混合物料3充分碳化后形成熱解炭10排出到冷卻器11中，冷卻器11是螺旋送料的螺旋輸送管外面布置有水冷卻夾套。排出的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Mn低于0.25ppm, Zn低于0.35ppm,與此同時用氣相色譜/高分辨質(zhì)譜(HRGC-HRMS)測試方法分析土壤中所含的PCBs，發(fā)現(xiàn)全部分解，殘留濃度低于檢測限，可送入填埋廠單獨(dú)填埋或者作為覆蓋土。I噸80%的污泥摻混40kg被污染土壤，I座日處理污泥100噸的污泥處理廠可以處理污染土壤4噸。125天可以處理全部的污染土壤而額外的設(shè)施費(fèi)用僅僅是溫度無法達(dá)到1100°C時的補(bǔ)燒燃?xì)?，在大多?shù)的情況下是不必要的。
[0026]實(shí)施例5
某市污水污泥的干基熱值為15300KJ/kg，含水70%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一含多溴聯(lián)苯醚PBDEs (27 μ g/kg)及含Cd，Be, Cu的電子垃圾處理后產(chǎn)生的污泥，含水60%，無熱值。含Cd達(dá)500ppm，Be達(dá)155ppm，Cu含量達(dá)到3000ppm，均為干基。主要是以氯鹽形式存，采用本發(fā)明技術(shù)處置時，將該工業(yè)污泥與污水污泥按照1:10的比例混合，另按照5kg/噸濕污泥加入石灰、由雙軸捏練機(jī)形式的拌合器捏練混合，混合物料的干基熱值為13434kJ/kg，送入真空槳葉式干燥器，然后干燥后的混合物料送入熱解器，熱解器采用二段式加熱的螺旋輸送式熱解器，外側(cè)有煙氣套管加熱。干燥側(cè)產(chǎn)生的蒸汽用堿液冷凝，不凝性氣體導(dǎo)入燃燒室。煙氣冷卻后送入凈化器凈化后排放。熱解器中的熱解溫度維持在35(T450°C之間，熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分約2/3冷卻后送入儲氣罐，約1/3的揮發(fā)分直接導(dǎo)入燃燒室燃燒，當(dāng)燃燒室出口煙氣溫度不足1000°C時投入輔助燃料(液化氣、天然氣或者燃料油)燃燒，保障燃燒室出口不低于1000°C。熱解產(chǎn)生的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度CM低于0.1ppm, Cu低于0.30ppm,Be的浸出濃度不高于0.05ppm,多溴聯(lián)苯醚PBDEs檢測值為1.lng/kg，可送入衛(wèi)生填埋場填埋或者作為覆蓋土。
[0027]實(shí)施例6
某市污水污泥的干基熱值為14300KJ/kg，含水72%，自身含有的各種重金屬均不高。另有一含鎳Ni，銅Cu，鋇Ba和銀Ag的冶煉廠污泥，含水40%，無熱值。含Ni達(dá)5000ppm，Cu達(dá)7000ppm, Ba達(dá)2400ppm, Ag達(dá)450ppm,均為干基濃度。采用本發(fā)明技術(shù)處置時,將該冶煉廠污泥與 污水污泥按照100:25的比例由雙軸捏練機(jī)形式的拌合器捏練混合，形成顆粒，混合物料的干基熱值為9311kJ/kg。顆粒送入直接接觸的帶式干燥器，然后干燥后的混合物料送入熱解器，熱解器采用三段式加熱的螺旋輸送式熱解器，外側(cè)有煙氣套管加熱。最后一段的熱解溫度維持在65(T750°C之間，熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分約1/3冷卻后送入儲氣罐，約2/3的揮發(fā)分直接導(dǎo)入燃燒室燃燒，當(dāng)燃燒室出口煙氣溫度不足1100°C時投入輔助燃料(液化氣、天然氣、燃料油)燃燒。高溫?zé)煔庠跓峤馄髦薪禍睾笏腿敫稍锲髦苯优c混合物料接觸，產(chǎn)生的廢氣送入凈化裝置；熱解產(chǎn)生的炭按照標(biāo)準(zhǔn)HJ-T/300檢測，檢測浸出濃度Cu低于0.46ppm,Ni低于0.38ppm, Ba低于0.23ppm, Ag低于0.024ppm。在煙氣脫硝系統(tǒng)可用作脫硝催化劑，在400°C以NH3為還原劑、NH3與NOx的量比為1.2時，脫硝效率達(dá)到90%以上；廢棄的催化劑仍可送入衛(wèi)生填埋場單獨(dú)填埋或者作為覆蓋土。[0028]上述實(shí)施例展示了本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可采用的實(shí)施模式。但是本發(fā)明包含任何用污泥熱解過程來處理和穩(wěn)定含重金屬污染物的過程。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性好處在于處理污泥的同時，能處理其它含有重金屬的污染物，不管后者有無熱值和是否同時含有其它的污染物。
【權(quán)利要求】
1.一種利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法，其特征在于具體步驟如下: 含水率0%~80%的脫水污泥進(jìn)入拌合器(I)，與要處理的含有重金屬的危險廢物均勻混合，混合后物料的干基熱值不低于9000kJ/kg ;混合有含重金屬的危險廢物的污泥送入干燥器(2)，利用熱源干燥混合物料(3)，當(dāng)混合物料含水率低于(10)%時，送入熱解器(4)，在熱解器⑷中進(jìn)行熱解產(chǎn)生熱解揮發(fā)分(5)和熱解炭(10);控制熱解溫度為35(T750°C，高溫的熱解炭(10)送入冷卻器(11)冷卻，冷卻后的炭送到最終處理環(huán)節(jié)衛(wèi)生填埋場甚至做催化劑再利用；熱解揮發(fā)分(5)分成兩股流動通過輸送腔室，一股熱解揮發(fā)分(5)經(jīng)過冷卻腔(16)后送入儲氣罐(6)，儲氣罐(6)的可燃?xì)怏w通過壓力調(diào)節(jié)裝置后送入布置在燃燒室(6)中的燃燒器進(jìn)氣管，作為燃燒室(6)的穩(wěn)燃?xì)怏w，保證另一股熱解揮發(fā)分不經(jīng)過冷卻直接送進(jìn)燃燒室后能立即著火穩(wěn)定燃燒；另一股熱解揮發(fā)分直接送至燃燒室(7);儲氣罐(6)底部的冷凝液以及冷卻過程中產(chǎn)生的冷凝液再送入熱解器(4)進(jìn)行二次裂解；燃燒室(7)產(chǎn)生的高溫?zé)煔?8)送回?zé)峤馄?4)的受熱面熱源側(cè)作為熱源提供熱解所需的熱量；隨后減溫后的煙氣(9)送入干燥器(2)對混合污泥進(jìn)行干燥；干燥產(chǎn)生的廢氣以及冷卻后的煙氣分別或者合成一股流送入氣體凈化器(13)凈化后排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱解溫度為45(T650°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述含有重金屬的危險廢物為含鎘、鉛、鋅、鉻、鎳、銅、硒、錳、鈹、鋇或銀其中的一種或者多種金屬的污泥、殘?jiān)蛲寥?；或者是廢棄物焚燒產(chǎn)生的飛灰。
4.一種如權(quán)利要求1所述的利用污泥熱解穩(wěn)定重金屬的方法使用的裝置，其特征在于包括拌合器⑴、干燥器⑵、熱解器⑷、儲氣罐(6)、燃燒室(7)、冷卻器(11)、冷卻腔(16)和燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置(16)，其中:拌合器⑴的出口連接干燥器(2)，干燥器⑵的混合物料出口連接熱解器(4)，干燥器(2)的煙氣進(jìn)口連接熱解器(4)，熱解器(4)的熱解揮發(fā)分一路通過冷卻腔(16)連接儲氣罐(6)，熱解器(4)的熱解揮發(fā)分另一路通過管道連接燃燒室(7);熱解器(4)的熱解炭出口連接冷卻器(11)，儲氣罐(6)通過燃?xì)庹{(diào)壓與止回裝置(17)和管道連接燃燒室(7);干燥器(2)連接氣體凈化器(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于拌合器(I)采用具有攪拌器、進(jìn)口和出口的容器；或者具有一根或者一根以上螺旋軸的螺旋輸送捏練機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述干燥器(2)為真空槳葉干燥器、旋盤干燥器、滾筒式干燥器、帶式干燥器或流化床干燥器中任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于冷卻腔(16)中布置有可收集冷凝液的冷卻排管，冷卻排管內(nèi)部是冷水或者冷風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于熱解器(4)為容積式、管式或回轉(zhuǎn)窯式中任一種，并至少有2個揮發(fā)分出口連接通道。
【文檔編號】C02F11/10GK103663896SQ201310560540
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】戴曉虎, 陳德珍, 薛香玉, 竇曉敏 申請人:同濟(jì)大學(xué)