- ·我们是伊朗污泥处理行业的领导者之一,是拥有专业技术知识与现代、先进和最新的设备,并与大型知名国际公司合作的大型集团。 如果您想投资这个行业,我们愿意与您合作。
快速增长的人口和城市化导致对土地空间、水、食物和能源等有限资源的需求更高。 它还加剧了对环境的挑战,包括污染和废物处理问题。 这些问题对可持续发展的全球目标非常不利,因此引起了全球对能源利用、生产和废物管理的可持续战略的兴趣。
- ·油泥
工业废物设计的目标、需求和必要性是影响环境的重要因素之一,同时可以转化为工业发展中的宝贵资源。除了在经济循环中的有效作用外,发展中国家的废物管理被认为是宏观层面发展的重要指标之一。在石油、天然气和石化行业,由于使用的消耗品、产品和技术,会产生大量的碳氢化合物废物,根据环境标准减少或控制这些废物非常重要。因此,通过宏观管理建立碳氢化合物废物管理体系可以防止由于这些物质处置不当而导致的严重问题。工业碳氢化合物废物管理和回收领域的拟议计划是使用蒸馏和热解方法。有了这些,该计划最重要的需求和目标可以总结如下:
- 主题的必要性和重要性:
创造就业机会
清洁污染区域
保护生物资源
执行废物法律法规
促进健康
- 特殊工业废物管理和处置中心的目标:
整理炼油和石化废物
降低环境和健康风险
降低工业废弃物的环境成本
浓度和最佳废物管理
全面可靠的监控
建立适当的统计系统,以信息和统计为重点
减少事故和风险
创造附加值(能源、材料和金融资源)
- 计划的空间和技术选项:
由于工业废物管理计划的性质和私营部门的管理,目前只为该计划提出了一种空间选择,这些研究是基于空间选择的环境和社会经济条件。 实施研究计划的理想地点选择位于胡齐斯坦省。 通常,可以使用与人口中心的可接受距离、交通枢纽的可达性、与材料来源的距离等来选择该位置。
能源使用、生产和废物管理战略:
世界范围内废物增加的一个直接和被忽视的后果是城市废水量的增加,尤其是污水污泥。
在水处理中,对原废水进行初始处理,例如对接收的污泥进行初始应变,以去除沙子和岩石等大颗粒。 随后,废水在重力作用下沉积在沉淀池中,从而在这些水库底部形成和去除泥浆。
这标志着初级污泥的产生点。 污泥中的固相由蛋白质、碳水化合物、油、矿物质和微生物的均匀组合组成。 这种有机、无机和活生物体的混合物导致形成一种含有有毒元素的不稳定、易挥发和腐烂的物质。 随后的处理主要是生物(堆肥或消化)、物理(例如压力、热、振动、微波)或化学(氧化、碱调节)方法,目的是稳定有机物(消灭病原体、去除异味和减少污染)。
- ·由污泥到能量的回收方法:
厌氧消化是一种生物转化方法,由于其成本低且能够利用水分含量高的有机废物而不会降低产生的沼气(甲烷和二氧化碳的组合)的高热值,因此被广泛使用。 从沼气池中获得的沼气可以经过净化和进一步升级以生产生物甲烷,该沼气可以直接替代天然气,或者沼气可以使用热反应器通过热电联产转化为热能和电能。
焚烧是目前用于管理污水污泥的另一个突出过程,但传统方法不是回收能源,而是减少废物量并破坏有害元素。
与燃烧相反,热解发生在完全惰性的气氛(无氧)中,在中到高温(300-900C)下产生热解油、生物炭和不凝气体(CO、H2、CO2、CH4 和轻质烃)
生物炭、不可压缩气体和生物油可用于固体燃料、气体和液体,用于电力和能源。 或者生物炭可用于吸附或催化剂应用。 最后,气化涉及在高温(650 至 1000°C)下通过部分氧化(氧化性低于化学计量要求)对有机化合物进行热化学转化,以最大化气态产物(CO、H2、CO2 和轻质烃); 特别是,气体是由 CO 合成的。
- ·污泥预处理:
污泥的成分由碳水化合物、蛋白质、脂肪和油等有机物质、一系列微生物(活的和死的)以及具有高能量含量的无机元素混合而成。 然而,污水污泥的特性变化很大,取决于其来源、废水处理系统、环境要求、季节性变化和生产过程,因此简单的处理(如干燥)可以很容易地显着提高其有机含量和热值。 与传统的生物质和煤样品相比,这使得污泥化学成分的可变性更加极端。
对污泥的近似分析表明,与污泥相比,生物质的挥发性物质较高,而煤的挥发性含量较低。此外,煤和生物质的固定碳高于过去工作确定的污泥的固定碳。尽管如此,由于无机物含量高,污泥的灰分(主要是铝、钙、铁、镁、钠、磷、硅和钛)高于生物质和煤[7]。同样,对污泥的最终分析显示,与褐煤和生物质相比,含氮量更高(来自蛋白质和肽)、氢量和碳含量更高。硫和氧的含量仍然高于生物质,但与褐煤相当。湿污泥的含水量约为 98%(重量),经过机械脱水过程,游离水和一些间隙水可以被去除,留下约 73-84% 的水分。不管这种脱水过程如何,残余水分(主要是邻近水)可能需要应用热能来快速干燥。热量的使用可以将水分减少到非常小的含量~5.6%,这主要是来自无机物(如氢氧化钙或氢氧化铝)的化学键合水。
厌氧消化:
厌氧消化是在惰性环境中发生的生物过程,用于通过使用微生物将有机化合物转化为沼气。 使用天然存在的细菌进行生物降解涉及一系列生化阶段,包括水解、酸化(发酵)、产乙酸和产甲烷。 这些代谢阶段用于减少污泥的质量和体积,同时有机物被病原体转化为沼气。 水解阶段涉及将无毒有机物转化为单糖、脂肪酸和氨基酸。 之后,酸化和产乙酸阶段有助于水解产物发酵成乙酸盐、二氧化碳和氢气,这些气体通过产甲烷作用进一步转化为甲烷。
高甲烷沼气可以通过锅炉、涡轮机和发电机回收用于热能和发电,或交替升级用作生物甲烷。
该消化过程后的残余物具有高营养成分(磷、钾和氮),如果符合环境标准,可用作堆肥和/或用于农业和土壤开垦目的的肥料。 在实践中,一个装置可以由多个蒸煮器组成,形成多级系统,以通过在每个阶段使用的各种处理方法来提高气体回收率。
与单独使用这些技术相比,Cao 和 Pawlowski 提出了不同能源技术的组合,例如厌氧消化和热解,以最大限度地提高能源效率。 厌氧消化的使用特别有吸引力,因为它满足欧洲废物再利用和回收层次结构中的大部分要求,并且 Morales-Polo 等人提出将其与食物垃圾结合使用。 由于营养丰富的额外好处,碱度增加,氨减少和过程稳定性增强。 此外,通过促进产甲烷过程中乙酸盐的分解,混合污泥和有机食物垃圾的共同消化使生物甲烷的产量增加了约 20-40%。
燃烧:
所有固体燃料的燃烧类似于污水污泥的燃烧。 这包括燃料在高温下氧化以获得热量、二氧化碳、水蒸气和其他微量气体。 但是,污泥等废弃物的燃烧技术主要用于发热(正常燃烧)或减少废弃物量(燃烧)。 燃烧技术产生的热量的常规用途是通过热机加热或发电,而焚烧系统可能会或可能不会使用燃烧产生的热量,因为它们的主要目的是在最终处置之前燃烧废物中的有害元素。 或者再来一次。
热解:
热解是燃料在惰性(非反应性)介质中没有任何氧化剂的热分解或降解。 它用于生产生物油、固体煤和气体燃料,被称为不完全气化。 这包括将无气污水污泥转化为中等操作温度(350-600°C),尽管有一些热解反应器在高达 900°C 的温度下运行。该过程的输出取决于过程温度,其中煤的效率 随温度升高而降低。
污泥的热解发生在高温的惰性环境中,因此需要外部热源(电或热)提供热量以引发反应。已经认真研究了利用过程本身产生的沼气或生物油部分燃烧产生的热量,以确保热分解的自稳定性,尤其是在能量耗散应用中。
由于废物的异质性,下水污泥的分解发生在不同阶段,因此在200℃干燥后,部分有机物分解。在 200 到 300°C 的温度下跟踪死生物和脂质。然后在 700°C 下分解蛋白质、有机聚合物和纤维素化合物。由于高加热速率,这些反应步骤在反应器(主要是流化床)中同时发生主要在低于 600°C 的温度下生产重纤维、轻气体和颗粒。
冷却后,来自反应器的气态蒸汽冷凝为热值高于 ~ 33 MJ / kg 的生物油。生物油、生物炭和不可压缩气体的热解产品都可以在下游使用,这就是为什么热解作为无废物能量回收过程受到关注的原因。生物燃料可用作燃烧燃料以产生热量或电力、用作液体燃料或生产用于生产化学品的合成气体。同样,沼气可以作为燃料燃烧或转化为合成气,合成气可以加工成液体燃料或化学合成。另一方面,生物炭在作为固体燃料的直接燃烧、催化应用和农业应用中的吸收方面具有多种应用。
气化:
将废水污泥中的有机物热化学转化为高价值气体,如 H2 和 CO 称为合成气,以及 CO2、CH4、H2O 和其他碳氢化合物是气化的主要基础。该反应在高温(800-1000℃)的半氧化反应气氛中发生。可以使用空气、二氧化碳、氧气、蒸汽或这些气体的混合物进行气化。
气化反应可分为样品干燥(70-200℃)、蒸发(350-600℃)、挥发物氧化和转化成煤气四个子阶段。因此,它可以被描述为不完全燃烧或长时间的热解反应,其中需要气-固、气-气和液体裂解反应,以最大限度地提高气态产品的效率。
污泥气化的主要挑战是由于矿物化合物含量高、焦油最小化和污泥成分(水分、重金属、氮和硫)导致的灰分问题。