[发明专利]污水污泥再生生物质燃气

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型生物质能源，特别是一种污水污泥再生生物质燃气。

背景技术

随着污水设施的普及、处理率的提高、处理程度的深化，污水处理厂的污泥产量大大增加，由此引起的二次污染已不能忽视，国内外污泥处理和处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋、焚烧，或用几种方法组合处理，应该说对污水厂的污泥的处理，我们与先进国家还有较大差距。

污泥是污水处理厂在处理过程中产生的沉淀物质，通常为污水处理总量的0.5-1.0％，污泥的组成非常复杂，是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成，除含有大量的水(含水率可达90％)以外，还含有难以降解的有机物、重金属和盐类及多种病原微生物寄生虫、卵，污泥中有机物含量高极易腐败产生恶臭，我国长期以来存在重水轻泥现象。

当前的能源短缺是抑制我国国民经济发展的重要因素，已经影响到改善民生的国策的实施，且污泥得不到妥善处理后还会给环境造成二次污染，给民生造成恶劣影响，目前我国政府已高度重视污泥的处理，本发明就是根据污泥的组成成分作为一种资源进行可再生利用生产生物质燃气。

发明内容

本发明的目的是把污水处理厂、排污水管道产出的污泥作为一种资源进行可再生利用生产生物质燃气，以替代在生活、生产中目前所使用的天然气，同时消除污泥这种城市环保垃圾对自然环境所造成的二次污染。本发明设计的污水污泥再生生物质燃气，其生产工艺流水线主要由污泥好氧厌氧生物增质设施、脱水干化设施、污泥造尘雾机、鼓风机、第一级热分解反应装置、抽风机、除尘装置、第二级催化热裂解反应装置、排送机、废热锅炉、排送机、生物质燃气净化装置、生物质燃气气体压缩机、储气罐组成，其特征在于：污泥好氧厌氧生物增质设施利用生物工程提高污泥微生物菌胶的数量来提高污泥造气产量以达到每1.5kg的污泥制造每立方米生物质燃气的热值Q_a＝6000kcal/m³，在增质后采用脱水干化设施把污泥的含水率降到50-60％，由污泥造尘雾机制造为颗粒度＝Φ0.2mm的尘雾，再由鼓风机将废热锅炉产生的80-120℃的高温热气一并吹入第一级热分解反应装置，温度提高到300℃以上开始发生热分解反应，水分蒸发，挥发分有机物等与固体无机物分离，其生成的气固混合气由抽风机送入除尘装置，清除其灰渣，第一级热分解反应装置生成的气体进入第二级催化热裂解反应装置，在第二级催化热裂解反应装置中有五种反应：第一种为热分解反应：C-C键断裂大分子变小分子

C_m+nH_(m+n)+2→C_nH_2n+2+C_mH_2m；

第二种为脱氢反应：C_nH_2n+2→C_nH_2n+H₂在同系物，随着碳原子数增加，在裂解过程中，生成新烷烃分子，在高温下继续裂解成比较稳定的气体，在很高温度下，烃类分子分解为C+H₂；

第三种为转化反应：分子原子数不变，但相互位置改变；

第四种为聚合反应：(环化、热叠合)两个或更多个烯烃分结合成一个更大的分子，构成芳香烃，

第五种为广义水煤气反应：裂解反应中，裂解生成物与水蒸气进行反应：

上述五种反应是热分解主要反应：催化裂解反应中，在有催化剂的情况下，烃(气态烃或液态烃)(焦油)被水蒸汽转化为H₂、CO、CO₂反应如下：

水煤气转化反应转化率由多种因素决定，在催化热裂解装置甲烷化反应形成天燃气，一氧化碳和氢在镍基催化剂和硫化钼基催化剂上，还要加入木炭作为催化剂之一可转化为甲烷称为甲烷反应，其热化学反应式如下：