污泥熱解是指在無氧環(huán)境下對有機物質(zhì)的熱分解。實驗室和中試規(guī)模的研究發(fā)現(xiàn)，在 熱解過程中污泥中接近一半的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用的生物能源（生物油和裂解氣).剩余的

 

城鎮(zhèn)污泥含有大量易揮發(fā)性有機物質(zhì)，因此It存在污染物中的能量，能以熱量或作為 燃料或制造出特殊化學(xué)品的形式釋放出來。熱解法是利用污泥中有機物的熱不穩(wěn)定性，在 無氧或缺氧條件下對其加熱干餾，使有機物產(chǎn)生熱裂解，組成成分發(fā)生大分子斷裂，經(jīng)冷 凝后產(chǎn)生利用價值較高的燃氣、燃油及固體半焦，這些產(chǎn)品都具有易K：存、易運輸及使用 方便等特點，給污泥的無害化、減量化、資源化提供了有效途徑。

熱解是一個吸熱的熱化學(xué)過程，可以分解可生物降解和一些不可生物降解的有機物。 這種方法已經(jīng)商業(yè)化，用于能源作物和城市生物質(zhì)廢物生產(chǎn)生物能源》熱解過程中的產(chǎn)物 有液體（生物油）、非冷凝氣體（熱解氣）、固體（生物炭），這些產(chǎn)物可用于產(chǎn)熱和發(fā)電。 另外，生物油還可以作為原油生產(chǎn)運輸燃油.生物炭作為吸附劑、吸附劑前體、土壤改良 劑以及用來做碳封存等。熱解產(chǎn)物的多功能用途使得熱解技術(shù)與氣化、焚燒技術(shù)相比更加 可持續(xù)、更有優(yōu)勢。

實現(xiàn)污泥能量再生的熱解技術(shù)分為慢速熱解和快速熱解。慢速熱解的停留時間較長• 加熱緩慢，這種方法通常用來生產(chǎn)生物炭或活性炭.而不是能源產(chǎn)品（生物油或裂解氣 與慢速熱解不用，快速熱解是快速加熱（約100°C/min)條件下的熱化學(xué)過程，產(chǎn)物的主 要成分為生物油和裂解氣。

根據(jù)熱解溫度一般可把熱解過程分成3個階段：第一階段為脫除表面吸附水階 段，溫度為100〜120°C，熱解產(chǎn)物主要為水分；第二階段為污泥中脂肪類、蛋白 質(zhì)、糖類等有機物質(zhì)的分解階段，溫度為150〜450°C.該溫度段為放熱過程， 320°C以下主要為脂肪類的分解階段，320°C以上為蛋白質(zhì)、糖類的分解階段，此階 段的熱解產(chǎn)物為液態(tài)的脂肪酸類；第三階段溫度為450〜700°C，該階段為第二階段 形成的大分子分解及小分子的聚合階段，失重速率相對第二階段失重速率小一些， 主要產(chǎn)物為氣態(tài)小分子碳氫類化合物。各種有機物的分解溫度不同，大致情況如表 7-1所示。

 

熱解體系中的羧酸、酚、醛及其他含氧化合物的C一0鍵都可在300〜650°C’范圍內(nèi) 斷裂，因此，在該溫度段熱解液的產(chǎn)率應(yīng)該是較高的。

有關(guān)污泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)的最早報道可追溯到1939年的一項法國專利，在該專利中 Shibata首次闡明了污泥的熱解處理X藝。到20世紀(jì)70年代，德國的科學(xué)家Bayer和 Kumbuddin對該工藝進行了深入研究，開發(fā)了污泥低溫?zé)峤夤に嚕ㄒ妶D6-1>。

 

圖6-1污泥低溫?zé)峤夤に嚵鞒虉D

熱解過程在微正壓、溫度為250〜500°C、缺氧的條件下進行，停留一定時間，污泥 中的有機物通過熱裂解轉(zhuǎn)化為氣體，經(jīng)冷凝后得到熱解油。污泥熱解油主要由脂肪族、烯: 族及少量其他類化合物組成₃通過比較污泥及其衍生油與石油的烴類圖譜，B_ayer認(rèn)為污 泥轉(zhuǎn)化為油的過程是一系列生物質(zhì)脫氨、水和二氧化碳反應(yīng)的綜合與石油的形成過程類 似，油的來源主要是tf:泥中的脂肪和蛋白質(zhì)。

1明,3年.Campbell和Bridle在加拿大采用帶加熱夾套的臥式反應(yīng)器進行了污泥熱解 中試實驗，他們通過機械方法先將污泥中的大部分水和無用泥沙去掉，再將污泥烘.干。然 后將干污泥放進一個⁴⁵or的蒸餾器中，在與氧隔絕的條件下進行蒸餾^篳果，氣體部分 經(jīng)冷凝后變成了燃油.固體部分成為炭。但由于熱解產(chǎn)物中存在表面活性劑等原因.油水 分離困難，熱解效率較低„

19部年，在澳大利亞的Perth和Sydney建立起第二代試驗廠，其試驗結(jié)果為大規(guī)模 污泥低溫?zé)峤庥突�技術(shù)的開發(fā)提供了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。20世紀(jì)90年代末_s第一座商業(yè) 化的污泥煉油廠在澳大利亞的Perth的Subiaco污水處理廠建成*處理規(guī)模為25tDS/d. 每噸污泥可產(chǎn)出²■〜³00L與柴油翁似放燃料和半盹燒綰炭,讀專利工藝#為Ener- sludge工藝(見圖：^2)。

該工藝采用熱解與揮發(fā)相催化改性兩段轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，使可燃油的質(zhì)量得到提高，達到 商品油的水平。污泥干燥過程所需的能量主要由熱解轉(zhuǎn)化的可_氣體提供。熱解后的半焦 通過流化床燃燒，尾氣處理工藝簡單，排放的氣體迖到德與TALuft (全球最嚴(yán)格的廢物 焚燒尾氣控制標(biāo)]t)標(biāo)準(zhǔn)。

在傳統(tǒng)熱解工藝的基礎(chǔ)上，近年來又開發(fā)了催化技術(shù)及微波熱解技術(shù)。與傳統(tǒng)電 加熱及燃氣加熱熱解工藝相比，微波熱解所用的時間更短，且生成的液態(tài)油中含氧脂肪類 物質(zhì)含量較高，經(jīng)檢測油中不含有分子量較大的芳香族有害物質(zhì)。污泥熱解過程中加入 鈉、鉀、鈣等的化合物作催化劑后.不僅可以加快污泥中有機物的分解速度，而且可以改’