第33卷第5期動(dòng)力工程學(xué)報(bào)Vol 33 No 52013年5月Journal of Chinese Society of Power EngineeringMay 2013文章編號(hào):1674-7607(2013)05-0399-06中圖分類號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A學(xué)科分類號(hào):610.30污水污泥熱解過(guò)程的能量平衡與反應(yīng)熱分析胡艷軍,鄭小艷,寧方勇(浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,杭州310014)摘要:依據(jù)能量守恒定律,通過(guò)分析污水污泥熱解過(guò)程的能量利用、耗散和回收情況,提出了污泥熱解制取三相產(chǎn)物處理系統(tǒng)的能量平衡模型,分析計(jì)算了污泥熱解反應(yīng)熱,并利用回收率和耗能比對(duì)熱解處理系統(tǒng)的耗能狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià).結(jié)果表明:能量利用過(guò)程中總存在能源的耗散,減少能耗的主要方式是盡可能提高產(chǎn)物的能值、降低熱消耗和廢棄的能量;在不同的熱解工況下,熱量損失的差別明顯,熱解停留時(shí)間長(zhǎng)、升溫速率慢、熱解溫度高均會(huì)導(dǎo)致輪入能量和熱損失増大;能耗評(píng)價(jià)也驗(yàn)證了熱解技術(shù)能夠回收更多的能量,可以獲得更大的能耗比關(guān)鍵詞:污水污泥;低溫?zé)峤?能量平衡;反應(yīng)熱;熱解產(chǎn)物Analysis on Energy Balance and Reaction heat ofSewage Sludge Pyrolysis ProcessHU Yanjun, ZHENG Xiaoyan, NING Fang yongCollege of Mechanical Engineering, Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310014, China)Abstract: Based on analysis of energy utilization, consumption and recovery in the process of sewage sludgepyrolysis according to the law of energy conservation, an energy balance model was proposed for theprocess of producing three-phase products from sewage sludge pyrolysis, with which the reaction heat ofsewage sludge pyrolysis was calculated, while the energy balance of different pyrolysis processes evaluatedby considering both the energy recovery and energy consumption rate. Results show that energy loss is un-avoidable during utilization; the way to save energy is to raise the heat value of pyrolysis products and siultaneously reduce heat loss and abandoned energy; different pyrolysis conditions result in different heatloss; long retention time, low heating rate, and high pyrolysis temperature will lead to increased input energy and heat loss. Energy consumption evaluation proves the pyrolysis technology to be effective in recov-ering more energy and raising energy consumption rateKey words: sewage sludge; low-temperature pyrolysis; energy balance; reaction heat; pyrolysis product城市污水污泥中含有大量有機(jī)物,干化處理后技術(shù)一定程度上利用了污泥的資源化特性,也解決的污泥具有較髙的熱值,并且可以通過(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化了污泥產(chǎn)量巨大難以處理的問(wèn)題.但是,從污泥焚燒技術(shù)進(jìn)行資源回收23.當(dāng)前,備受關(guān)注的污泥焚燒處理的現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)看,采用焚燒方法處理污泥會(huì)引收稿日期:20120803修訂日期:20121009基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51008279);浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Y51eyh中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:胡艷軍(1979-),女,遼寧沈陽(yáng)人,副教授博士,主要從事污水污泥資源化技術(shù)CNMHGE-mail:zjuthyj@163.com.400動(dòng)力工程學(xué)報(bào)第33卷起新的環(huán)境污染.由于污泥含水率較高,焚燒技術(shù)必kW·h,爐內(nèi)裝有總長(zhǎng)1.2m、內(nèi)徑80mm的石英須經(jīng)先干化再有氧燃燒的過(guò)程,導(dǎo)致其運(yùn)行過(guò)程中管熱解反應(yīng)器.溫度控制系統(tǒng)采用LTDE技術(shù)可編能耗較高;同時(shí),為了助燃,通常需要加入輔助燃料程智能儀表,管式爐的爐體石英管反應(yīng)器的進(jìn)氣口如煤,會(huì)耗費(fèi)大量一次性能源,而且由于焚燒過(guò)程中端裝有壓力表,以觀測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的壓力變化,管式熱溫度較高,煙氣中含有一定量的二暱英,因此對(duì)焚燒解爐的加熱段和出口處均安裝有熱電偶,以便于監(jiān)產(chǎn)生的空氣污染物控制以及對(duì)煙氣凈化的成本較測(cè)熱解過(guò)程中的溫度和排出氣體的溫度.為深人了高;與污泥自身較高的熱值相比,焚燒過(guò)程中回收的解影響熱解過(guò)程中能量耗用的主要因素,筆者分別能量較低與焚燒技術(shù)相比,熱解技術(shù)利用污泥中有研究和分析了不同熱解終溫、熱解反應(yīng)時(shí)間、升溫速機(jī)物不穩(wěn)定的特性,將污泥在無(wú)氧環(huán)境下高溫或低率以及濕污泥干化處理方式等工況下能量利用、消溫加熱進(jìn)行裂解反應(yīng),進(jìn)而獲得可燃性不凝結(jié)氣體、耗以及回收的分配關(guān)系.熱解試驗(yàn)的工況組合見(jiàn)表熱值較高的液相油以及多孔、性能較好的固體半焦1.每組試驗(yàn)均采集0.5kg干污泥樣品置于陶瓷舟等,且熱解過(guò)程中所需溫度不高,也不會(huì)產(chǎn)生二慼英內(nèi),然后將陶瓷舟放入反應(yīng)器內(nèi),對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行密封污染物并檢驗(yàn)熱解系統(tǒng)的氣密性,最后以30mL/min的流污水污泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)的工業(yè)化不僅取決于熱量將氮?dú)馔ㄈ敕磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行吹掃以保證反應(yīng)器內(nèi)處解工藝系統(tǒng)的研發(fā),還取決于熱解過(guò)程中能源的合于無(wú)氧環(huán)境.圖1為污泥低溫?zé)峤夤に囅到y(tǒng)示意圖理化消耗.目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)污泥熱解技術(shù)的研究大為了確保污泥的熱解效果及其產(chǎn)物的品質(zhì),并能及多集中在熱天平,固定床和流化床內(nèi)的熱解動(dòng)力學(xué)、時(shí)排除熱解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物(包括可凝性氣體和不熱解特性以及產(chǎn)物特征等方面3,而有關(guān)污泥熱解可凝性氣體),在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保證通入恒定的低流能量平衡的研究則很少.因此,分析污水污泥熱解過(guò)量氮?dú)獬讨心茉吹睦?、耗費(fèi)與回收,并在此基礎(chǔ)上確定節(jié)表1熱解試驗(yàn)的工況組合能的方向和環(huán)節(jié)是當(dāng)前既緊迫又重要的研究課題Tab. 1 Experimental conditions of the pyrolysis test筆者通過(guò)對(duì)外熱式管式爐熱解反應(yīng)器中污泥熱熱解試驗(yàn)熱解條件解過(guò)程能量利用耗散和回收的研究,并根據(jù)能量守工況熱解終溫/℃反應(yīng)時(shí)間/min升溫速率/(K·min-1)恒定律以及熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率和熱值建立了污泥熱解制取三相產(chǎn)物處理系統(tǒng)的能量平衡模型,獲得了污泥熱解反應(yīng)熱,并評(píng)價(jià)分析了不同工況下污泥熱解系統(tǒng)的能耗,為污泥熱解技術(shù)工藝的工業(yè)化實(shí)施提000015供可靠的運(yùn)行參數(shù)注:1)工況4下被熱解的污泥是經(jīng)電加熱干燥處理的,其他工1試驗(yàn)況下的污泥是指在太陽(yáng)光下自然干燥的11試驗(yàn)材料流量計(jì)熱解爐球形冷凝管鐵架臺(tái)試驗(yàn)所用生活污泥取自杭州市四堡污水處理廠累計(jì)流量計(jì)富氫烯污泥排放總管,是未經(jīng)消化處理的二次脫水污泥,含氣收集溫度控制卻水率為80.4%,揮發(fā)分、灰分和固定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)濾器(脫分別為46.3%、48.2%和1.7%,C、H和N的質(zhì)量難形訂操脂棉除塵分?jǐn)?shù)分別為35.6%5.3%和3.5%.為了分析濕污冷卻水插環(huán)水冷卻水泥的干化處理方式對(duì)熱解工藝過(guò)程中能量耗用的影響,在室外陽(yáng)光下對(duì)污泥樣品分別進(jìn)行自然干燥和污泥低溫?zé)峤夤に囅到y(tǒng)示意圖電加熱干燥處理.電加熱干燥處理采用DHGFig. I Schematic diaof the9070A型恒溫電熱鼓風(fēng)干燥箱在105℃下對(duì)濕污泥進(jìn)行干化,直至樣品多次稱量無(wú)質(zhì)量變化時(shí)才將污2能量分析方法泥樣品密封放置以備試驗(yàn)用1.2熱解試驗(yàn)依據(jù)能量中國(guó)煤化工反應(yīng)器內(nèi)污采用可編程節(jié)能外熱型管式電爐對(duì)污泥進(jìn)行熱泥熱解過(guò)程中CNMHG10.熱解過(guò)解,電爐的額定功率為4kW·h,空耗功率為1.4程是在無(wú)氧環(huán)境下污泥中有機(jī)物質(zhì)吸收熱量引起分第5期胡艷軍,等:污水污泥熱解過(guò)程的能量平衡與反應(yīng)熱分析401子裂解并轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)的過(guò)程,熱解的目的是源的耗散,減少能耗的主要方式是盡可能提高產(chǎn)物為了獲得高熱值的產(chǎn)物.在熱解過(guò)程中,需要消耗外的能值并降低熱消耗和減少?gòu)U棄副產(chǎn)物的數(shù)量界供給的能量.熱解反應(yīng)器可看做既耗能又產(chǎn)能的對(duì)于熱解反應(yīng)熱和三相產(chǎn)物的能量評(píng)價(jià),采用裝置,以環(huán)境狀態(tài)為基準(zhǔn),按照熱力學(xué)分析方法建立分析有用產(chǎn)物的產(chǎn)率和熱值進(jìn)行能量平衡換算產(chǎn)能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化的基本模型(見(jiàn)圖2)物的產(chǎn)率是相對(duì)于放入反應(yīng)器內(nèi)的干污泥質(zhì)量進(jìn)行2s計(jì)算的,并采用質(zhì)量平衡法進(jìn)行分析,其中固體半焦nieQ+Q有用和熱解液相油的質(zhì)量直接用電子天平稱出,氣態(tài)產(chǎn)污泥熱解Qx他□M反應(yīng)系統(tǒng)物的質(zhì)量則通過(guò)差減法獲得.采用GR-3500型氧彈棄式熱量計(jì)對(duì)污泥熱解固相和液相產(chǎn)物的熱值進(jìn)行分析.在試驗(yàn)結(jié)束后,當(dāng)熱解爐冷卻至100℃左右時(shí)開(kāi)圖2污泥熱解處理系統(tǒng)的能量平衡示意圖爐收集固體半焦,經(jīng)過(guò)研磨和均勻混合后取樣,每個(gè)Fig.2 Energy balance diagram of the sewage sludg pyrolysis system測(cè)試樣品為1g,共取3個(gè)樣品并分別對(duì)其熱值進(jìn)行測(cè)試,然后對(duì)測(cè)試結(jié)果取平均值.通過(guò)水冷卻器將大在圖2中,進(jìn)入污泥熱解反應(yīng)系統(tǒng)的能量總和為Qn,離開(kāi)反應(yīng)系統(tǒng)的能量總和為QQn包括干部分熱解油收集在錐形瓶?jī)?nèi),對(duì)黏性較大殘留在石英管出口法蘭處和冷卻器壁的熱解油則采用少量二污泥原料(工質(zhì))自身的化學(xué)能和外界供給處理系統(tǒng)氯甲烷將其沖洗下來(lái)再經(jīng)過(guò)蒸餾去除二氯甲烷,盡的能量2大部分.工質(zhì)化學(xué)能Qn指干燥污泥的化可能采集所有液相產(chǎn)物.在進(jìn)行熱值分析前,對(duì)熱解學(xué)能,即低位發(fā)熱量,外界供給處理系統(tǒng)的能量Q。油的副產(chǎn)物進(jìn)行清除,包括離心脫水和去除固體雜是污泥能夠完全發(fā)生熱分解反應(yīng)并獲得目標(biāo)產(chǎn)物所質(zhì)等對(duì)于不凝性氣體樣品的采集,必須通過(guò)于燥器需的總能量,由電能提供.對(duì)于一次給料的熱解設(shè)和過(guò)濾器對(duì)副產(chǎn)物進(jìn)行清除處理在熱解系統(tǒng)運(yùn)行備,從準(zhǔn)備熱解生產(chǎn)、熱解設(shè)備啟動(dòng)、反應(yīng)穩(wěn)態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定后,每隔一段時(shí)間對(duì)熱解氣體進(jìn)行1次采樣,共直至收獲熱解產(chǎn)物,外界供給的能量消耗主要涉及進(jìn)行3次采樣,而后對(duì)3次采樣的氣體樣品進(jìn)行組濕污泥干化、系統(tǒng)熱容以及冷卻熱解氣的水循環(huán).當(dāng)分分析,取3次試樣結(jié)果的平均值.采用GC9790氣無(wú)外界其他類型補(bǔ)充能源時(shí),Q其他=0.Qm主要包括相色譜儀對(duì)不凝性混合氣體進(jìn)行定性和定量分析系統(tǒng)回收的熱解產(chǎn)物能量Q有用(焦炭能量Q液相并根據(jù)氣體的成分含量以及單一氣體的熱值計(jì)算獲油能量Q和可燃性氣體能量Q),不可回收以及廢得混合氣體的總熱值棄能量Q變棄(熱解設(shè)備的熱損失Qa、產(chǎn)物回收過(guò)程的熱損失Q以及熱解系統(tǒng)排放到環(huán)境中的副產(chǎn)物3結(jié)果及分析能量Q),以及污泥熱解反應(yīng)熱Q灬從前期污泥的3.1熱解反應(yīng)的熱分析熱重分析結(jié)果可知:污泥熱解過(guò)程的第1階段為脫污泥的熱解全過(guò)程是先經(jīng)歷污泥升溫和吸熱反水過(guò)程是吸熱反應(yīng)過(guò)程,第2和第3階段為揮發(fā)分應(yīng)再經(jīng)歷放熱反應(yīng)的過(guò)程熱解反應(yīng)熱Q是指污泥析出階段是放熱反應(yīng)過(guò)程同時(shí),從污泥的熱重完成熱解反應(yīng)所需要吸收(放出)的熱量,是確保反分析結(jié)果也可以看出:輸入熱解系統(tǒng)的電能并不能應(yīng)爐內(nèi)恒溫所必須加入(釋放)的熱量,可以通過(guò)污夠轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物或副產(chǎn)物,而是用來(lái)創(chuàng)造熱解反應(yīng)的泥升溫和熱分解所需要的熱量與熱解反應(yīng)所放出的必要條件,其中一部分電能用于污泥熱裂解所需的熱量之差計(jì)算獲得1.污泥是多種組分的混合物,熱能,另一部分則是反應(yīng)系統(tǒng)損失的熱和功;來(lái)自污其熱解過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,在不同階段泥自身的能量則轉(zhuǎn)化為輸出產(chǎn)物和副產(chǎn)物的能量以的溫度、不同的反應(yīng)時(shí)間等條件下,污泥中的可燃組及產(chǎn)物的熱損失通過(guò)圖2的能量平衡示意圖可以分熱分解反應(yīng)均不同,導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)方程式無(wú)法確獲得污泥熱解系統(tǒng)的能量平衡關(guān)系式:定,因此污泥熱解過(guò)程的反應(yīng)熱也無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的Qn=Q0u=Q有用+Q度棄+Q(1)計(jì)算獲得,通常只能采用試驗(yàn)方法進(jìn)行求取.污泥熱通過(guò)對(duì)熱量收支平衡的分析可以知道,污泥熱解后,如果產(chǎn)物的總熱值增加,說(shuō)明整個(gè)過(guò)程發(fā)生了解過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)移、分配、利用以及損失能夠?yàn)樵u(píng)吸熱反應(yīng),污泥從外界吸收的能量轉(zhuǎn)化為增加的熱價(jià)熱解技術(shù)工藝操作的可行性提供依據(jù)從式(1)也值;如果產(chǎn)物中國(guó)煤化工過(guò)程發(fā)生了放可以看出,輸入污泥熱解生產(chǎn)過(guò)程中的能量主要分熱反應(yīng),減少CNMHG來(lái).如果污泥為有用和廢棄2部分.能量利用過(guò)程中總是存在能和產(chǎn)物的熱值相當(dāng),則污泥熱解反應(yīng)釋放的熱量等·402動(dòng)力工程學(xué)報(bào)第33卷于其本身熱分解反應(yīng)需要的熱量.污泥熱解前后應(yīng)能源計(jì)算的實(shí)際消耗的一次能源量.在污水污泥熱存在以下能量平衡關(guān)系解系統(tǒng)中,電為所應(yīng)用的二次能源,按1kW·h等Qn+Qn=Q有用=Q+Q+Q2(2)于3.6MJ計(jì)算;(3)在外界供給熱解系統(tǒng)的能量利用式(2)即可計(jì)算出污泥熱解反應(yīng)熱Qn由中,對(duì)污泥采用太陽(yáng)能自然干燥方式進(jìn)行干化處理于不同工況對(duì)污泥熱解產(chǎn)物的熱值有不同程度的影時(shí),干化所需的能量為0,對(duì)污泥采用電加熱方式進(jìn)響,因此不同工況下的污泥熱解反應(yīng)熱也不同,工況行千化處理時(shí),干化所需的能量約為13.5MJ/kg1的污泥熱解反應(yīng)熱為5267kJ,工況2的熱解反應(yīng)當(dāng)熱解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),設(shè)備本身的耗能量主要為熱為5414kJ,工況3的熱解反應(yīng)熱為3754kJ,工散熱損失,可以利用與熱解試驗(yàn)相同工況下的熱解況4的熱解反應(yīng)熱為5267kJ.反應(yīng)器空運(yùn)行的耗電量計(jì)算獲得.系統(tǒng)熱容可通過(guò)3.2能量平衡分析熱解過(guò)程中熱解爐的耗電量與通入的常溫氮?dú)馕鼰嵩谶M(jìn)行能量平衡計(jì)算時(shí),需要確定以下幾個(gè)基量和設(shè)備本身散熱損失之差計(jì)算獲得;熱解氣的冷礎(chǔ)數(shù)據(jù):(1)污泥的熱值,是指采用多個(gè)樣品測(cè)量值凝、排出和固體殘?jiān)鼛ё叩娘@熱可以按照工業(yè)鍋爐的平均值,其計(jì)算結(jié)果為10.9MJ/kg,熱解試驗(yàn)中熱損失來(lái)考慮,約占總輸入能量的10%左右12.對(duì)的干污泥樣品使用量為0.5kg;(2)二次能源的等熱解過(guò)程中的能耗,回收的固、液、氣產(chǎn)品的能量以價(jià)熱量,是指以一次能源作為基準(zhǔn)進(jìn)行能源平衡計(jì)及所有相關(guān)的熱損失進(jìn)行計(jì)算和分析,獲得不同工算,將二次能源及耗能工質(zhì)按等價(jià)熱量折算成一次況熱解下系統(tǒng)的能流示意圖(見(jiàn)圖3)熱解設(shè)備熱損失物回收過(guò)程熱損失熱解設(shè)備熱損失產(chǎn)物回收過(guò)程熱損失Q864k2=318 kJQ= 1 152 k外界輸入能量外界輸入Qnet=6 200 kJ1低溫?zé)峤猱a(chǎn)物總能量Qnr 9 600kJ低溫?zé)峤猱a(chǎn)物總能量vQ有用-10014kQ有用=9867J污泥帶入能量Q=5450kJ(a)工況1的熱解系統(tǒng)能流圖(b)工況2的熱解系統(tǒng)能流圖熱解設(shè)備熱損失個(gè)四做熱解設(shè)備熱損失產(chǎn)物回收過(guò)程熱損失Qc318Q=1152kJ外界輸入能量外界輸入能量Q=7200kJ低溫?zé)峤猱a(chǎn)物總能量低溫?zé)峤猱a(chǎn)物總能量Qe=13700kJQ有用-9867J污泥帶入能量污泥帶入能量2:=5450kQ=5450kJ(c)工況3的熱解系統(tǒng)能流圖(d)工況4的熱解系統(tǒng)能流圖圖3不同工況下熱解系統(tǒng)的能流示意圖Fig 3 Energy flow diagram of the pyrolysis system under different working conditions從圖3可以發(fā)現(xiàn):對(duì)于熱解工藝條件,熱解過(guò)程況3的高溫?zé)峤夤r下,熱解耗能增加了55%,而的熱量耗散與熱解工況選擇有緊密關(guān)聯(lián),較高的熱產(chǎn)物的總能量減少了約1.5%;同樣,工況4采用電解溫度增大了熱解系統(tǒng)的工作負(fù)荷,而較慢的升溫加熱對(duì)污泥進(jìn)行干化,導(dǎo)致輸λ能耗大大增加,約增速率則延長(zhǎng)了熱解反應(yīng)時(shí)間,這些因素都不同程度加了近1倍.不同熱解工況下的熱量損失差別明顯,地增加了能耗.對(duì)于回收產(chǎn)物的總能量,與工況2進(jìn)熱解停留時(shí)間長(zhǎng)、升溫速率慢均會(huì)造成輸入能量和行比較,在工況1的較慢升溫速率、較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間熱損失增大在保證熱解效率的前提下,低溫處理污下污泥在熱解過(guò)程中多耗用約17%的電能,但是泥時(shí)應(yīng)適當(dāng)中國(guó)煤化工應(yīng)時(shí)間,以降低產(chǎn)物的總能量卻減少了約20%,這說(shuō)明較長(zhǎng)的熱解儀器不必要CNMHG對(duì)系統(tǒng)能量耗停留時(shí)間對(duì)熱解回收的總能量沒(méi)有促進(jìn)作用;在工用和回收的影響,只進(jìn)行簡(jiǎn)單分析.從試驗(yàn)結(jié)果看,第5期胡艷軍,等;污水污泥熱解過(guò)程的能量平衡與反應(yīng)熱分析403·對(duì)于高溫運(yùn)行下的熱解系統(tǒng),即使反應(yīng)時(shí)間較短,設(shè)器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用連續(xù)給料或在相同功率下增備能耗也明顯增加,但是在高溫工況下,對(duì)三相產(chǎn)物大反應(yīng)器容積,從而增大污泥進(jìn)料量,則能耗比和能的產(chǎn)率和熱值的影響未進(jìn)行深人評(píng)價(jià),但可以肯定量回收率均會(huì)得到增大和提高.因此,在優(yōu)化污泥熱優(yōu)化熱解溫度有助于產(chǎn)物的能量回收,也是污泥熱解工藝系統(tǒng)時(shí),開(kāi)發(fā)出高效率的熱解反應(yīng)器是污泥解工藝設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較中重點(diǎn)考慮的因素.從低溫?zé)峤饧夹g(shù)實(shí)施的關(guān)鍵采用電加熱對(duì)污泥進(jìn)行干化處理的能耗看,利用太陽(yáng)能對(duì)污泥進(jìn)行自然干燥處理可以大大減少輸入能4結(jié)論量,即應(yīng)用其他能源代替電能加熱對(duì)濕污泥進(jìn)行干(1)熱解工藝在能量利用過(guò)程中總存在能源的化處理會(huì)使熱解技術(shù)工藝的可行性得到較大提高.耗散,減少能耗的主要方式是盡可能提高產(chǎn)物的能3.3能量平衡的技術(shù)指標(biāo)值,減少熱消耗和廢棄的能量在參照其他領(lǐng)域的設(shè)備和工藝的能耗評(píng)價(jià)方法(2)不同熱解工況下的熱量損失差別明顯,熱和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,采用能量平衡的技術(shù)指標(biāo)——能解停留時(shí)間長(zhǎng)、升溫速率慢、熱解溫度高均導(dǎo)致輸人耗比和回收率來(lái)評(píng)價(jià)一次進(jìn)料管式爐低溫?zé)峤獠煌芰亢蜔釗p失增大,表明熱解技術(shù)回收的能量越多工況的能耗水平0,其計(jì)算公式如下能耗比越大(3)采用低溫處理和降低干化污泥能耗有助于污泥熱解工藝的推廣和應(yīng)用(4)(4)由于不同地區(qū)的發(fā)展和自然情況的差別,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選擇污泥干化處理的方法能耗比是熱解技術(shù)處理單位質(zhì)量污泥所消耗的某種能量或各種能量的總量,該技術(shù)指標(biāo)直觀性強(qiáng),參考文獻(xiàn):對(duì)于采用相同工藝的技術(shù)工況可以進(jìn)行概略性比1張培玉,劉晗,城市污水處理廠污泥的綜合利用與資較,采用式(3)進(jìn)行計(jì)算能夠反映能耗發(fā)生的外在原源化[.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2009,32(12):109-112.因.回收率是熱工設(shè)備常用的能量平衡技術(shù)指標(biāo),是ZHANG Peiyu, LIU Han. Utilization and reuse of反映技術(shù)工藝由于能量回收帶來(lái)節(jié)能效果的指標(biāo),municipal wastewater sludge [J]. Environmental Sci-采用式(4)進(jìn)行計(jì)算可以反映能耗發(fā)生的內(nèi)在原因.ence& Technology,2009,32(12):109-112表2給出了4種熱解工況下能耗比和能量回收率[2] FYTILI D, ZABANIOTOU A. Utilization of sewage從表2可以看出,工況2的熱解工藝組合具有最高sludge in EU application of old and new methods-a的回收率和能耗比,而工況4熱解工藝組合的能量review[J]. Renewable and Sustainable Energy Re回收率最低.在所研究的工況中,除了由于工況4采views,2008,12(1):116-140用電加熱干化濕污泥外,其余工況下回收產(chǎn)物的總3]葉江明,潘其文張會(huì)巖.內(nèi)循環(huán)串行流化床生物質(zhì)催化熱解試驗(yàn)研究[].動(dòng)力工程學(xué)報(bào),2011,31(3):能量均高于輸人總能量.由于工況1、工況2和工況220-2263的污泥樣品均是經(jīng)過(guò)太陽(yáng)自然干燥處理的,若采YE Jiangming, PAn Qiwen, ZHANG Huiyan. Ex用一次能源或二次能源進(jìn)行干化處理,則熱解過(guò)程perimental investigation on biomass catalytic pyrolysis中的能耗顯著增加,因此采用不同的污泥干化處理n an internal interconnected fluidized bed[J]. Journa方法和工藝會(huì)對(duì)完整的熱解工藝耗能量產(chǎn)生一定程of Chinese Society of Power Engineering, 2011, 31度的影響同時(shí),從表2還可以看出:由于管式爐熱解反應(yīng)器的容積所限,導(dǎo)致污泥進(jìn)料量受到一定的4]管志超,胡艷軍,鐘英杰.不同升溫速率下城市污水限制,從而使熱解產(chǎn)物總產(chǎn)量受到影響,這是各工藝污泥熱解特性及動(dòng)力學(xué)研究[].環(huán)境污染與防治組合中能耗比小于2的主要原因.如果對(duì)熱解反應(yīng)2012,34(3):35-39表2不同熱解工況下能耗比和能量回收率GUAN Zhichao, HU Yanjun, ZHONG Yingjie. PyTab 2 Energy consumption and recovery rater differentrolysis characteristics and kinetics analysis of munici-pyrolysis conditionspal wastewater sewage sludge [J].EnvironmentalPollution and Control, 2012, 34(3):35-39工況1工況2工況3工況45]熊思江中國(guó)煤化工熱解制取富氫燃能耗比ε1.031.621.16氣影響YHCNMH報(bào),2010,30(5)能量回收率n0.65996-1001.·404·動(dòng)力工程學(xué)報(bào)第33卷XIONG Sijiang, ZHANG Beiping, FENG Zhenpenget aL. The effect of experimental conditions on wetLONG Tengrui, GAO Xu. 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