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王凯军认为,污泥干化-焚烧技术是国内外污泥主流处置技术之一。日本土地资源紧张,以焚烧资源利用为主,但逐渐向清洁性的热解炭化方式转变。我国目前仍以填埋处理为主,但新建的资源化处理方式以焚烧和土地利用为主体。
土地利用为什么担负不起主流技术路线?“国家的技术路线是土地利用,好氧堆肥仅仅是土地利用的一个环节,但是,现有团队和专家大部分是搞污泥堆肥的人,并不具备将产业链延伸的能力。” 需要考虑物流成本,设计一条可以盈利的产业链,也许在实践过程中就会发现,由于产品的出口问题这条技术路线是不可行的。因此,必须兼顾全产业链,提出系统解决方案。
农业生产方式的差异,造成我国与美国在污泥土地利用率上的巨大差异,因此我国不能照搬美国的模式,应从国情出发寻找土地利用有效途径。
喷雾干燥-回转窑焚烧技术的开发
王凯军介绍了喷雾干燥技术的优点:工艺流程简单,易实现机械化、自动化,是应用最广泛的干燥技术;热效率高,物料干燥时间很短(以秒记);表面湿润的物料温度不超过干燥介质的湿球温度,特别适用于热敏性物料。
王凯军团队针对污泥雾化干燥-回转式焚烧炉一体化集成技术与装备及产业化进行了研究,针对技术推广和解决直接干燥系统特有的问题,将提升喷雾干燥焚烧系统提升研究集中在以下几个方面:除尘系统、除臭系统、除雾脱白系统及系列化、标准化。
1) 开发高效园柱式布袋除尘器
2)紫外臭氧氧化去除嗅味物质
3)气-气介质脱白装置工艺
4)完成系统的系列化、标准化依托水专项建立了新的500t/d的示范工程
目前,建立了十余个大型污泥喷雾干化-焚烧技术应用工程,总计处理量超过5000t/d(80%含水率),建立1200t/d最大的喷雾干燥单体工程。北方药业的800t/d废物、浓缩液分离喷雾干化焚烧项目是国内首次将MVR-喷雾干燥焚烧技术应用于浓缩废液的工程,同时也是“国家水体污染控制与治理科技重大专项”的示范工程之一。
热解气化技术的探索
王凯军团队还针对热解气化技术进行了探索研究,热解气化技术被认为废物第三代处理技术。王凯军介绍了热解气化的发展趋势,污泥和生活垃圾处理会由焚烧向热解技术发展,生物废物处理、工业废物处理及农业生物质炭也将采用热解技术。
热解气化过程具有的清洁化特征主要体现在以下三个方面。
清洁化之一:排放的烟气量少,根据排放标准固体(煤)燃烧过量空气系数为1.8,燃油或燃气燃烧的过量系数为1.2,热解gy产生的气体为燃料产生的烟气量仅为固废直接燃烧烟气量的1/2~2/3,减少了烟气净化设备规模及运行费用。
清洁化之二:大气污染因子少,固废(污泥)热解气化产生的气体为燃料排放的大气雾霾烟尘、SO2、Nox、重金属等危害因子比固废直接燃烧少1/2以上。
清洁化之三:抑制或分解二噁英,固废(污泥)热解区的无氧环境抑制二噁英的合成,可燃气燃烧区无金属催化媒介及高温(>850 ℃ )抑制产生或分解原物料存在的二噁英。
污泥热解的研究经历了从热分析仪、小试、两段催化集成到移动中试、工程示范等阶段,通过研究污泥及与煤或其他生物质混合热解,优化工况,解决污泥干化热解系统的能耗问题。
王凯军还分别介绍了外热式示范工程案例和原位内热式技术,其中,他列举了化工企业20t/天危废污泥热解处理工程和6t/天含铬污泥减量化热解示范工程等外热式示范工程案例。
他们通过研发内热式热解,解决外热式热解存在的焦油问题。原位内热式技术有以下特点:烟气量和大气危害因子少;无或少二噁英生成,无氧环境和高温抑制或分解二噁英;设备和操作简易,热效率高;生物炭资源多样化,燃料、土壤改良剂、污水吸附剂等。
热解工艺作为重大共性技术在五大领域进行推广应用,分别为污泥处理、油田油泥的无害化处理处置、餐厨垃圾、高盐高浓度废水零排放工艺以及生物质热解与乡镇区域性热-电-气-炭联产模式等领域。
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