前言

本文對熱泵帶式低溫干化工藝進(jìn)行了簡要介紹，并以榆林能化甲醇廠污泥處理工程為例進(jìn)行了分析。低溫干化設(shè)備可直接將含水率80%煤化工污泥干化至含水率10%以下，減量60%以上，有利于儲(chǔ)存、運(yùn)輸，并有效提高了熱值，便于后期資源化。該工藝的低能耗、無污染、自動(dòng)化高、無揚(yáng)塵等特點(diǎn)，高效適用于煤化工污泥減量領(lǐng)域。

以煤制天然氣、煤制油和煤制烯烴為代表的煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和調(diào)整起到了重要的作用。隨著我國對于環(huán)境保護(hù)問題重視程度的逐漸提高，環(huán)保問題也逐漸成為影響煤化工發(fā)展的關(guān)鍵因素。

煤化工過程中的廢物處理效率對于煤化工項(xiàng)目的發(fā)展具有極大的影響，能夠左右社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展，為此應(yīng)該加強(qiáng)煤化工的廢物處理技術(shù)，從而促進(jìn)我國煤化工產(chǎn)業(yè)早日實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

煤化工行業(yè)的痛點(diǎn)

產(chǎn)廢量大：焦化廠的焦油、酸焦油、洗油再生殘?jiān)?、生化脫酚產(chǎn)生的活性污泥和洗選車間的矸石等;煤直接液化產(chǎn)生的大量含有煤中礦物質(zhì)和催化劑液化殘?jiān)?/p>

屬于危廢：煤化工廢水含污染物質(zhì)達(dá)300多種，包括焦油、苯酚、氟化物、氨氮、硫化物等，其副產(chǎn)物如含酚污泥、無機(jī)氟化物污泥、有機(jī)氟化物污泥等屬于危險(xiǎn)廢物。

高耗水：1000立方米煤制氣約消耗約6噸水、3噸煤;1噸煤制油約消耗10-15噸水、5噸煤;1噸煤制甲醇約消耗10噸水、1.6噸煤，“泥水并重”治理任務(wù)艱巨。

處理成本高：送至危廢處理中心，再處理成本高(在陜西地區(qū)含固17%的污泥外送處置費(fèi)用為3400元/t，部分地區(qū)更是高達(dá)6000元/t)

存在二次污染：煤化工最后剩下的濃鹽水大多被直接擱置，其蒸發(fā)后的廢棄物含水率波動(dòng)范圍大，如果進(jìn)行填埋會(huì)造成二次水土污染。

高含水率：即便經(jīng)過簡單脫水后，污泥含水率普遍仍在60%以上，是后期運(yùn)輸處理、資源化利用最大的制約因素。

熱泵低溫干化解決方案

熱泵系統(tǒng)是通過消耗一小部分驅(qū)動(dòng)能源(電能)，從低品位能源中取熱傳遞到中品位能源的高效、環(huán)保的能源利用裝置。在生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域，基于低溫蒸發(fā)技術(shù)的熱泵烘干系統(tǒng)，已在污泥減量上擁有眾多的工程實(shí)踐。在將污泥中的水分最大化去除的同時(shí)，與下游的無害化、資源化處置環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。

由于低溫干化技術(shù)的溫度主要集中在100℃以內(nèi)，低溫可以有效避免有機(jī)物大量揮發(fā)，減少惡臭氣體(如H2S、NH3)的釋放，保存污泥熱值，簡化尾氣處理系統(tǒng)。

污泥干化可以使污泥含水率降到10%~50%，且干化后剩余物質(zhì)比較穩(wěn)定，惡臭味和病原生物得到極大的去除，并使污泥體積減少4~5倍，同時(shí)其熱值和營養(yǎng)成份得到保留。因此，污泥干化是污泥處理處置技術(shù)的前提和關(guān)鍵所在。

圖：干泥顆粒成品

工藝技術(shù)說明

污泥低溫干化是利用除濕熱泵對污泥采用熱風(fēng)循環(huán)冷凝除濕烘干。

除濕熱泵-是利用制冷系統(tǒng)使?jié)駸峥諝饨禍孛摑裢瑫r(shí)通過熱泵原理回收空氣水份凝結(jié)潛熱加熱空氣的一種裝置，干燥過程中能量循環(huán)利用，除濕干化過程基本沒有廢熱排放。

低溫干化工作示意圖

它與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥的區(qū)別在于空氣循環(huán)方式不同，干燥室空氣降濕的方式也不同。除濕熱泵烘干時(shí)空氣在干燥室與除濕干燥機(jī)間進(jìn)行閉式循環(huán)(不排放廢熱);傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥是利用熱源對空氣進(jìn)行加熱同是將吸濕后空氣排放的開式系統(tǒng)(排放廢熱)，能源利用率低(20%-50%)。

低溫干化機(jī)作為干化的核心設(shè)備，分為帶式干化和熱泵，主要是通過低溫除濕技術(shù)帶走污泥中的水分，降低污泥的含水率，設(shè)備底部排放出的冷凝水經(jīng)過管道再次回到廢水站污水池處理。整個(gè)干化過程是在封閉環(huán)境下進(jìn)行。

利用該技術(shù)可直接將污泥從含水率80%降至10%以下，但出于經(jīng)濟(jì)性考慮，該技術(shù)可作為前端機(jī)械脫水的理想補(bǔ)充。

工作原理圖

工程實(shí)例介紹

兗州煤業(yè)榆林能化甲醇廠主要生產(chǎn)甲醇及轉(zhuǎn)化烯烴(LDPE/PP)等，生產(chǎn)生活污水系統(tǒng)主要收集工藝裝置生產(chǎn)污水、裝置地面沖洗水、洗罐水、員工生活污水等，經(jīng)廢水工藝系統(tǒng)處理后污泥的成分與市政污泥有所不同，污泥中含有大量的細(xì)菌、微生物、有毒有機(jī)物、重金屬(Cu和Pb)等。

污水處理站每天產(chǎn)生20t污泥，大量的污泥如得不到很好的處理，將對周邊環(huán)境造成重大破壞。

該廢水站待處理的剩余污泥經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水后，以泥團(tuán)形式存在 ，外觀呈灰色，綿軟，無異味，無粘性，用手反復(fù)揉捏無粘性。采用試驗(yàn)切條機(jī)成型與低溫干化工藝(40-75℃)烘干的效果見下表：

編輯：王媛媛