简介

一、技术背景
城市生活污泥经过干燥处理后，在元素构成上与劣质煤具有相似性，但H/C比高，因此对于煤的热解起到了促进作用。将两者混合共热解，在高温下发生热裂解反应生成自由基，这些自由基与氢结合得到低分子量的稳定物质，产物包括气液固三种相态：气体经过净化后可以作为合成气或燃气；液体可以从中提取BTX和PCX等化工原料或经过深度加氢得到液体燃料；固体可改性得到活性半焦成为良好的吸附剂。
在当前的时代背景下，节能环保，实现资源的高效循环利用成为了当今社会的重要目标。若能够实现二者的综合利用，对于我国生活污泥自己劣质煤的减量化无害化处理具有十分重要的意义，同时能够产生较大的经济效益。

二、技术介绍
城市生活污泥属于有机生物质，其H/C比大，但单独热解效率低下。劣质煤由于燃烧效率低且污染严重，需要对其深度加工利用，但其单独热解效率同样低下，因此常常对劣质煤进行加氢裂解。
基于污泥和劣质煤单独热解时效率低下方面的考虑，项目团队拟在工学院已有的褐煤裂解、烟气处理系统等技术基础上，开展对城市生活污泥与劣质煤的共热解的研究。
结合项目团队的研究基础，考虑到氢气原料昂贵的成本，本项目拟摒弃加氢裂解的传统工艺，开展含氢量高的城市生活污泥与劣质煤在裂解炉内进行共热解的研究。
具体研究内容：
生活污泥与劣质煤原料制备的研究
由于生活污泥含水量非常大，其干燥和制备工艺对其热解工艺具有重要影响。本项目拟将污泥原料进行机械脱水至含水量约80%，随后进行热风干燥，脱去残余水分。
将干燥后的污泥研磨至一定细度，劣质煤同样研磨到该细度，采用劣质煤包裹污泥的成型工艺，得到块状原料。
对生活污泥与劣质煤共热解机理研究
利用热重分析等手段对生活污泥和劣质煤进行共热解机理研究，主要研究内容如下：
在同一升温速率下，分析生活污泥和煤热解各阶段的产物、温度及热力学参数，研究生活污泥和煤单独热解的特性；
在不同升温速率下（如10、30、50 ℃/min等）生活污泥与煤共热解特性及热解产物的变化规律；
通过生活污泥掺混比例、热解终温等实验因素的变化，研究生活污泥与煤共热解特性参数的变化规律，探讨生活污泥与煤共热解的热解机理，以探索热解过程中的协同效应。
生活污泥与劣质煤固定床共热解工艺研究
在共热解机理的研究基础上，初步选择合理的样品制备工艺、热解温度、加热速率等共热解工艺，开展生活污泥和劣质煤的固定床共热解工艺研究。试验装置主要包括6个部分：热解反应器、加热系统、冷却系统、测量系统、采样分析系统及固体产物分离系统。
生活污泥和劣质煤单独在固定床中热解，探讨在不同热解终温、时间、压力等条件下的热解产物产率的分配规律。
生活污泥和劣质煤在不同升温速率下（快速热解和慢速热解）共热解产物产率的分配规律和热解特性。
探讨生活污泥和劣质煤在共热解过程中的协同作用，为生活污泥和劣质煤的共同转换提供实验数据。

图1 项目技术路线

效益分析：
污泥和劣质煤均为价格十分低廉的废弃资源，经过包括粉碎、混合、加热等工艺，循环利用反应过程中的余热，降低能源消耗；同时可以产生半焦、脱硫吸附剂、热解气等，产品价值显着提高。

三、项目阶段
技术所处阶段：目前技术处于前期实验室试验阶段。
投资要求：
在投资初期，投资方主要需要在市场调研、测试平台搭建方面提供足够的资金支持。
提供足够的资金支持用于实验室试验以及中试。
合作要求：
双方平等合作，明确各自的职责。投资方主要负责市场开拓、资金投入、市场公关等。技术方主要负责各项试验的开展，确保试验的顺利开展。

四、适用对象

城市生活污泥的热解，劣质煤的综合利用

工艺流程简介

技术特色

热解效率高，燃烧效率高
污染少，能耗低
原料价格低廉，属于资源回收利用