一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113233731A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110652730.XC10K1/00(2006.01)(22)申请日2021.06.11C10K1/20(2006.01)C10K1/26(2006.01)(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人严密冯闳宇张艳朱高俊姜佳豪周志昊还群刘瑜(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人朱枫(51)Int.Cl.C02F11/10(2006.01)C10B53/00(2006.01)C10B57/00(2006.01)C10B57/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法(57)摘要本发明公开了一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法，将污泥添加至反应釜中，加水和KOH，使用氮气排空反应釜中的空气；使用磁力搅拌器对污泥进行搅拌，对反应釜进行加热至超临界状态，反应结束后，对反应釜进行快速降温，将合成气抽出送入装有海绵铁的立罐；将氧化铁浸渍在木刨花上，得到海绵铁；将海绵铁装在立罐中，合成气从立罐上部向下流经海绵铁固体床，酸性气体与氧化铁发生反应，合成气反应结束后，向立罐中输入空气，生成硫和氧化铁，实现海绵铁的再生。本发明结构相对简单，可以快速处理大量污泥；同时与传统的焚烧或者厌氧发酵相比，省去了脱水的过程，节省了大量的能源。CN113233731ACN113233731A权利要求书1/1页1.一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将待处理的污泥搅拌均匀，并添加至反应釜中；2)反应釜中加水和KOH，KOH占泥水混合物的0.1％,污泥的含水量保持在90％左右；3)使用高纯氮气排空反应釜中的空气，将氮气从反应池中部充入，从反应池上部排出，等排出的气体全部为氮气后，关闭进出阀门，使反应在无氧状态下进行；4)使用磁力搅拌器对污泥进行搅拌，转速为80‑100转；5)使用电加热器对反应釜进行加热至超临界状态，温度为400‑450℃，压力为23‑25Mpa；6)反应持续50‑100分钟，反应结束后使用冷却水对反应釜进行快速降温至室温，打开抽气阀将合成气抽出送入装有海绵铁的立罐；7)将氧化铁浸渍在木刨花上，最终按每升木刨花含0.25kg氧化铁得到海绵铁；将海绵铁装在立罐中，合成气从立罐上部向下流经海绵铁固体床，酸性气体与氧化铁发生反应，剩下的合成气经过干燥并储存；8)合成气反应结束后，向立罐中输入空气，利用空气中的氧与硫化铁反应，生成硫和氧化铁，实现海绵铁的再生；9)反应釜中剩下的固液混合物经过固液分离得到液体产物和固体产物，液体产物可以作为循环水循环使用，固体产物经过进一步处理可以用作土地使用或者进焚烧炉焚烧。2CN113233731A说明书1/3页一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法技术领域[0001]本发明专利属于污泥处理和资源化利用领域，具体涉及一种超临界水气化生产富氢高值合成气的污泥处理方法。技术背景[0002]污泥是污水处理过程中产生的固体废物，富集了污水中的大量有机毒物和重金属。目前，污泥处理方主要有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等方式，这四种方式的占比分别为65％，15％。6％和3％。可以看出污泥处置方式主要还是填埋为主，加上城镇污水处置能力不足，处置手段落后，大量污泥没有得到规范化处理，直接造成了二次污染，严重危害了生态环境。同时这些技术还受制于污泥中含有大量难以脱除的水分，富含重金属等因素，因此亟需开发新的对污泥无害化及资源化处置技术。[0003]超临界水是一种均匀的、有高扩散性、高传递特性的非极性溶剂。作为化学反应的介质，超临界水具有良好的传递和溶解特性，而且超临界水的物性很容易通过调节压力和温度来实现控制。在T>374℃，P>22.1MPa的超临界状态下，超临界水可以将污泥中的有机物快速溶解气化并产生含H2，CO，CO2，CXHY的高值燃气，并能杀死绝大多数的微生物，实现污泥的资源化利用。[0004]但是污泥在超临界水气化的过程中会产生大量以H2S(1000‑2000ppm)为主的酸性气体，这些酸性气体具有极强的腐蚀性，会腐蚀生产设备。同时酸性气体会严重影响合成气品质，燃烧后的H2S如果未经处理进入大气中，会形成酸雨进而危害生态环境。因此必须对合成气进行脱硫处理。[0005]海绵铁工艺是一种常用的天然气脱硫处理技术，其利用Fe2O3与H2S反应生成硫化铁的原理，可以有效脱除合成气中的H2S，将H2S浓度降到1ppm以下。同时海绵铁工艺设备的结构相对简单，硫化铁也可以再生，因此是