WO2025226173A1 - Method for heat treating sewage sludge - Google Patents
Method for heat treating sewage sludgeInfo
- Publication number
- WO2025226173A1 WO2025226173A1 PCT/RU2024/000147 RU2024000147W WO2025226173A1 WO 2025226173 A1 WO2025226173 A1 WO 2025226173A1 RU 2024000147 W RU2024000147 W RU 2024000147W WO 2025226173 A1 WO2025226173 A1 WO 2025226173A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- drying
- stage
- heat
- pyrolysis
- sludge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing
Definitions
- the invention relates to the thermochemical processing of wastewater sludge (WSS) to produce solid products.
- WSS wastewater sludge
- the method enables efficient processing of WSS while minimizing energy costs and harmful gaseous emissions.
- the method can be used in wastewater treatment for municipal and industrial enterprises.
- IWTS irrigated wastewater treatment plants
- Direct combustion is one of the most widely used practical methods for processing irrigated wastewater.
- the disadvantages of direct combustion include dioxin formation, large amounts of fly ash, high cost of irrigated wastewater incineration units, and stringent requirements for the inert heat carrier and the irrigated wastewater itself in terms of moisture, calorific value, and non-combustible particle content.
- catalytic combustion technology reduces acid gas emissions, atmospheric emissions, and heat loss by lowering the combustion temperature.
- a disadvantage of catalytic combustion of irrigated wastewater is the effect of high feedstock moisture and heavy metals on catalyst stability.
- a disadvantage of liquid-phase oxidation of irrigated wastewater is the use of high pressure and
- a known method for catalytic processing of wastewater treatment plants includes mechanical dehydration of wastewater treatment plants, drying the dehydrated wastewater treatment plants to a moisture content of 1-2% upon contact with a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material, separating about 60% of the wastewater treatment plants from a vapor-gas mixture, processing this portion of the wastewater treatment plants at a temperature of 700-750°C in a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material, heat treatment of the remaining portion of the wastewater treatment plants at a temperature of 500-750°C in a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material organized by fixed packing, cooling and separating solid processing products from flue gases, treating the product with an aqueous solution of an inorganic acid, and using the suspension to purify the original wastewater.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 10. supply of flue gases from the furnace to provide thermal energy for the pyrolysis and drying processes of the IOSV.
- the disadvantages of this method include: significant heat losses with the exhaust drying agent and discharged solid product, heat losses associated with the supply of cold blast air to the combustion chamber, and the lack of exhaust gas purification. Drying costs account for up to 92% of the total energy consumption of the process.
- the aim of the proposed invention is to increase the efficiency of processing of waste water by a thermal method while minimizing energy costs and harmful gaseous emissions.
- the technical result of the invention is a method for processing ionized wastewater treatment plants (IWTS) while minimizing thermal energy losses with the exhaust streams and reducing the contamination of gas emissions.
- IWTS ionized wastewater treatment plants
- the technical result is achieved by extracting thermal energy from the exhaust streams of drying agent and solid product, heating the air supplied to the combustion chamber, and organizing a drying agent purification stage.
- the extracted thermal energy is used in the processes of drying the raw materials, preheating the raw materials before pyrolysis, and preheating the blast air.
- Two-stage drying allows the heat removed from the drying agent before it is released into the atmosphere to be used to dry the IOWS in the second stage. Separating the drying stages based on the raw material moisture content is due to the fact that IOWS with a moisture content of over 40-55% has high adhesive properties and adheres to the surfaces of the apparatus with which it comes into contact, while at lower moisture content, the IOWS reduces its adhesive properties and does not adhere to surfaces. Dividing the drying into two stages allows for different methods of heat supply to the IOWS in its two states, namely, mechanical activation in the first stage and granular bed drying in the second. Separating the drying stages also improves drying efficiency by using different temperature pressures (the difference in temperature between the raw material and the drying agent): a higher pressure in the first stage and a lower pressure in the second.
- different temperature pressures the difference in temperature between the raw material and the drying agent
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) pressure on the second, as well as due to the use of direct contact between the raw material and the drying agent at the first stage of drying.
- Mechanical activation includes, for example, mixing the IOWS and/or breaking up the top layer.
- Mechanical activation can be accomplished, for example, by using blades that, as they move, break up the surface of the IOWS particles, separating them from the apparatus surface and increasing the surface area for heat and mass transfer.
- the second stage of drying can be carried out at temperatures no higher than 180-200°C, since above these temperatures the main processes of thermal decomposition begin, which can be seen from the results of thermal analysis of sludge sediments.
- the spent drying agent flue gases
- This stage includes mechanical removal of solid particles and liquid treatment. Mechanical removal of solid particles allows the particles of the spent drying agent (DWA) emitted with the flue gases to be returned to the flow directed to the second drying stage, thereby reducing the particulate matter content of the flue gases emitted into the atmosphere. This mechanical removal of solid particles can be accomplished, for example, using cyclones.
- Flue gas treatment with liquids is designed to reduce the pollutant content of flue gases to values that do not exceed maximum permissible concentrations. This allows flue gases to be released into the atmosphere without harming the environment.
- Flue gas treatment with liquids involves wet scrubbing, absorption, and condensation by cooling the compounds contained in the flue gases. Flue gas treatment with liquids can involve chemical, physical, physicochemical, and biological treatments.
- Liquid treatment involves cooling the flue gases, transferring heat to the coolant, which then transfers this heat to the second-stage drying agent (air). Liquid treatment can be carried out, for example, in a scrubber.
- the second-stage drying agent is then used to heat the ionizing water treatment system (IWTS) after the mechanical dehydration stage before being fed to the first stage.
- IWTS ionizing water treatment system
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Drying, which allows for more efficient use of the heat from the flue gases and reduces the cost of drying the wastewater.
- Mechanical dewatering can be carried out, for example, in a filter press.
- the pyrolysis process is carried out at temperatures of at least 350°C and no more than 600°C. Conducting the pyrolysis process at temperatures of 350-600°C reduces heat consumption, since, according to thermal analysis data for various types of IOWW, the thermal decomposition process occurs with main peaks at 250-280°C and around 350°C and continues up to 550-600°C. At temperatures below 350°C, the main stage of thermal decomposition does not occur, and heating above 600°C does not lead to a significant increase in the degree of decomposition, but increases the costs of heating and maintaining the temperature.
- the pyrolysis process produces solid products and a steam-gas mixture.
- the solid products are discharged as a marketable product, and the steam-gas mixture is sent for combustion to produce flue gases, the thermal energy of which is used in the process.
- the solid products are cooled during discharge, transferring their heat to a coolant, which is then used to heat the blast air supplied for combustion of the steam-gas mixture.
- the resulting solid products can subsequently be used as commercial products for various applications.
- the solid products can be used to purify various exhaust gases, to treat wastewater, and in the production of building materials.
- the initial WSWS (stream 1) is fed to the mechanical dewatering stage.
- the dewatered WSWS (stream 2) is fed to the first drying stage via a heat exchanger.
- WSWS dried to a moisture content of 40-55% (stream 3) is fed to the second drying stage.
- WSWS dried to the final moisture content (stream 4) is fed to pyrolysis, where solid products (stream 6) and a steam-gas mixture (stream 5) are formed.
- the steam-gas mixture after being purified from solid products (stream 7), is fed for incineration.
- the solid products (stream 6) are discharged and cooled, transferring heat to the coolant (stream 8) in the heat exchanger, which then transfers the heat to the air fed for combustion of the steam-gas mixture (stream 9).
- the heat transfer fluid (stream 8) may be either liquid (e.g., water) or gaseous (e.g., air).
- the combustion products of the steam-gas mixture (stream 10) are used to provide heat for pyrolysis and then as a drying agent in the 1st drying stage (stream 11).
- the spent drying agent from the 1st drying stage (stream 12) is sent to the mechanical cleaning stage (solid particles are returned to the dried sludge stream 3) and the liquid processing stage. At the liquid processing stage, it is mixed with the circulating coolant (stream 16), which can be water.
- the heated heat transfer fluid transfers heat to the air supplied as a drying agent to the 2nd drying stage (stream 17). Make-up of the circulating water is provided by stream 15. Condensed water (stream 18) is discharged to the sewer. The purified drying agent from the first stage of drying (stream 14) is released into the atmosphere. The drying agent from the second stage of drying (stream 19) is then used to heat the WSW after mechanical dewatering and before the first stage of drying (stream 1), combines with the drying agent after heating the WSW (stream 20), and then combines with the drying agent stream from the first stage of drying after mechanical cleaning (stream 13).
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЛОВЫХ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ вод METHOD OF THERMAL PROCESSING OF SEWAGE SLUDGE
Область техники Field of technology
Изобретение относится к области переработки иловых осадков сточных вод (ИОСВ) термохимическим методом с получением твёрдых продуктов. Способ позволяет обеспечить эффективную переработку ИОСВ с минимизацией энергетических затрат и вредных газообразных выбросов. Способ может применяться в процессе очистки сточных вод коммунального хозяйства и промышленных предприятий. The invention relates to the thermochemical processing of wastewater sludge (WSS) to produce solid products. The method enables efficient processing of WSS while minimizing energy costs and harmful gaseous emissions. The method can be used in wastewater treatment for municipal and industrial enterprises.
Предшествующий уровень техники Prior art
Основными существующими направлениями переработки ИОСВ являются: переработка в биогаз, захоронение на участках, термическая переработка и внесение в почвы сельскохозяйственного назначения. Переработка в биогаз позволяет переработать лишь незначительную часть объёма ИОСВ в метан. Также данная технология не отвечает современным требованиям по скоростям процессов, качеству обработки и санитарным требованиям. Захоронение ИОСВ требует больших площадей и оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Внесение ИОСВ в почвы сельскохозяйственного назначения может приводить к загрязнению тяжёлыми металлами, патогенными микроорганизмами, яйцами гельминтов, микропластиком, антибиотиками, вирусами и т.д. The main existing methods for processing irrigated wastewater treatment plants (IWTS) are: biogasification, on-site burial, thermal processing, and application to agricultural soils. Biogas processing converts only a small portion of the IWTS volume into methane. This technology also does not meet modern requirements for process speed, processing quality, or sanitary requirements. IWTS disposal requires large areas and has a negative impact on the environment. Application of IWTS to agricultural soils can lead to contamination with heavy metals, pathogens, helminth eggs, microplastics, antibiotics, viruses, etc.
В практике термической переработки применяются такие технологии, как прямое и каталитическое сжигание, жидкофазное окисление, газификация и пиролиз. Прямое сжигание является одним из самых широко распространённых практических методов переработки ИОСВ. Недостатками прямого сжигания являются: образование диоксинов, большое количество летучей золы, высокая стоимость установок для сжигания ИОСВ, высокие требования к инертному теплоносителю и самому сжигаемому ИОСВ по влажности, калорийности и содержанию в нём негорючих частиц. Технология каталитического сжигания по сравнению с прямым сжиганием позволяет снизить выбросы кислых газов, эмиссию выбросов в атмосферу и теплопотери за счёт снижения температуры горения. Недостатком технологии каталитического сжигания ИОСВ является влияние высокой влажности сырья и тяжёлых металлов в их составе на стабильность катализатора. Недостатком жидкофазного окисления ИОСВ является применение высокого давления и Thermal processing practices utilize technologies such as direct and catalytic combustion, liquid-phase oxidation, gasification, and pyrolysis. Direct combustion is one of the most widely used practical methods for processing irrigated wastewater. The disadvantages of direct combustion include dioxin formation, large amounts of fly ash, high cost of irrigated wastewater incineration units, and stringent requirements for the inert heat carrier and the irrigated wastewater itself in terms of moisture, calorific value, and non-combustible particle content. Compared to direct combustion, catalytic combustion technology reduces acid gas emissions, atmospheric emissions, and heat loss by lowering the combustion temperature. A disadvantage of catalytic combustion of irrigated wastewater is the effect of high feedstock moisture and heavy metals on catalyst stability. A disadvantage of liquid-phase oxidation of irrigated wastewater is the use of high pressure and
1 1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) невозможность полного окисления. Удельные затраты на газификацию ИОСВ превышают удельные затраты на сжигание и пиролиз, что связано с высокой стоимостью оборудования и сложностью поддержания процесса. Кроме того, при высокотемпературном процессе отходящие газы, содержащие тяжёлые металлы, фосфор и галогены, требуют очистки аналогично очистке в процессе прямого сжигания. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The impossibility of complete oxidation. The specific costs of gasification of the IOSW exceed those of combustion and pyrolysis, due to the high cost of equipment and the difficulty of maintaining the process. Furthermore, in the high-temperature process, exhaust gases containing heavy metals, phosphorus, and halogens require purification similar to that of direct combustion.
Известен способ каталитический переработки ИОСВ (RU №2568978, 17.10.2014), включающий механическое обезвоживание ИОСВ, высушивание обезвоженного ИОСВ до влажности 1-2% при контакте с псевдоожиженным слоем смеси дисперсных частиц катализатора и инертного материала, отделение от парогазовой смеси около 60% ИОСВ, обработку этой части ИОСВ при температуре 700- 750°С в псевдоожиженном слое смеси дисперсных частиц катализатора и инертного материала, термообработку оставшейся части ИОСВ при температуре 500-750°С в организованном неподвижной насадкой псевдоожиженном слое смеси дисперсных частиц катализатора и инертного материала, охлаждение и отделение твёрдых продуктов переработки от дымовых газов, обработку продукта водным раствором неорганической кислоты, использование суспензии для очистки исходной сточной воды. A known method for catalytic processing of wastewater treatment plants (RU No. 2568978, 17.10.2014) includes mechanical dehydration of wastewater treatment plants, drying the dehydrated wastewater treatment plants to a moisture content of 1-2% upon contact with a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material, separating about 60% of the wastewater treatment plants from a vapor-gas mixture, processing this portion of the wastewater treatment plants at a temperature of 700-750°C in a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material, heat treatment of the remaining portion of the wastewater treatment plants at a temperature of 500-750°C in a fluidized bed of a mixture of dispersed catalyst particles and an inert material organized by fixed packing, cooling and separating solid processing products from flue gases, treating the product with an aqueous solution of an inorganic acid, and using the suspension to purify the original wastewater.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ термической переработки органосодержащего сырья (заявка RU 2021104148, 18.02.2021), который включает The closest in technical essence and the achieved result is the method of thermal processing of organo-containing raw materials (application RU 2021104148, 02/18/2021), which includes
1. механическое обезвоживание ИОСВ, 1. mechanical dehydration of wastewater treatment plants,
2. сушку ИОСВ, 2. drying of the IOSV,
3. герметичную подачу высушенных ИОСВ в реактор пиролиза, 3. hermetically sealed supply of dried IOSV into the pyrolysis reactor,
4. пиролиз высушенных ИОСВ с образованием твёрдых продуктов и парогазовой смеси, 4. pyrolysis of dried iodine wastewater with the formation of solid products and a steam-gas mixture,
5. выгрузку образующихся твёрдых продуктов, 5. unloading of the resulting solid products,
6. очистку парогазовой смеси от частиц твёрдого продукта и непрореагировавших ИОСВ, 6. cleaning the steam-gas mixture from particles of solid product and unreacted iosine-containing wastewater,
7. подачу парогазовой смеси в топку для получения тепловой энергии,7. feeding the steam-gas mixture into the furnace to obtain thermal energy,
8. конденсацию парогазовой смеси с получением жидких продуктов пиролиза ИОСВ, 8. condensation of the steam-gas mixture to obtain liquid pyrolysis products of the IOSV,
9. подачу неконденсируемых газообразных продуктов пиролиза ИОСВ в топку для получения тепловой энергии, 9. feeding non-condensable gaseous pyrolysis products of the IOSV into the furnace to obtain thermal energy,
2 2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 10. подачу топочных газов из топки для обеспечения тепловой энергией процессов пиролиза и сушки ИОСВ. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 10. supply of flue gases from the furnace to provide thermal energy for the pyrolysis and drying processes of the IOSV.
Недостатками данного способа являются: большие потери тепловой энергии с отходящим сушильным агентом, с выгружаемым твёрдым продуктом, затраты тепла, связанные с подачей холодного дутьевого воздуха в камеру сгорания, отсутствие очистки отходящих газов. Затраты на сушку составляют до 92% от общих энергозатрат на процесс. The disadvantages of this method include: significant heat losses with the exhaust drying agent and discharged solid product, heat losses associated with the supply of cold blast air to the combustion chamber, and the lack of exhaust gas purification. Drying costs account for up to 92% of the total energy consumption of the process.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности переработки ИОСВ термическим методом с минимизацией энергетических затрат и вредных газообразных выбросов. The aim of the proposed invention is to increase the efficiency of processing of waste water by a thermal method while minimizing energy costs and harmful gaseous emissions.
Данная цель достигается при отборе тепловой энергии у потоков отработанного сушильного агента при организации стадии очистки отходящих газов и твёрдого продукта пиролиза при нагреве воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Техническим результатом изобретения является способ переработки ИОСВ с минимизацией потерь тепловой энергии с отходящими потоками, а также уменьшением загрязнённости газовых выбросов. This objective is achieved by recovering thermal energy from spent drying agent streams during the purification of exhaust gases and solid pyrolysis product by heating the air supplied to the combustion chamber. The technical result of the invention is a method for processing ionized wastewater treatment plants (IWTS) while minimizing thermal energy losses with the exhaust streams and reducing the contamination of gas emissions.
Технический результат достигается за счёт отбора тепловой энергии потоков отходящего сушильного агента и твёрдого продукта, нагрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания, организации стадии очистки сушильного агента. При этом отбираемая тепловая энергия используется в процессах сушки сырья, подогрева сырья перед пиролизом, подогрева дутьевого воздуха. The technical result is achieved by extracting thermal energy from the exhaust streams of drying agent and solid product, heating the air supplied to the combustion chamber, and organizing a drying agent purification stage. The extracted thermal energy is used in the processes of drying the raw materials, preheating the raw materials before pyrolysis, and preheating the blast air.
Сушка в две стадии позволяет использовать тепло, снятое с сушильного агента перед выходом в атмосферу, для сушки ИОСВ на второй стадии. Разделение стадий сушки по влажности сырья связано с тем, что ИОСВ влажностью более 40-55% обладает высокими адгезионными свойствами и налипает на поверхности аппарата, с которыми контактирует, а при более низкой влажности ИОСВ снижает свои адгезионные свойства и не налипает на поверхности. Разделение сушки на две стадии позволяет использовать разные способы подвода тепла к ИОСВ в двух его состояниях, а именно применять механическую активацию на первой стадии и обеспечить сушку в зернистом слое на второй. Также разделение стадий сушки позволяет повысить эффективность сушки за счёт разных температурных напоров (разность температур сырья и сушильного агента): более высокого напора на первой стадии и более низкого з Two-stage drying allows the heat removed from the drying agent before it is released into the atmosphere to be used to dry the IOWS in the second stage. Separating the drying stages based on the raw material moisture content is due to the fact that IOWS with a moisture content of over 40-55% has high adhesive properties and adheres to the surfaces of the apparatus with which it comes into contact, while at lower moisture content, the IOWS reduces its adhesive properties and does not adhere to surfaces. Dividing the drying into two stages allows for different methods of heat supply to the IOWS in its two states, namely, mechanical activation in the first stage and granular bed drying in the second. Separating the drying stages also improves drying efficiency by using different temperature pressures (the difference in temperature between the raw material and the drying agent): a higher pressure in the first stage and a lower pressure in the second.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) напора на второй, а также за счет использования прямого контакта сырья и сушильного агента на первой стадии сушки. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) pressure on the second, as well as due to the use of direct contact between the raw material and the drying agent at the first stage of drying.
На обеих стадиях может применяться практически любой вид конвективной сушки, например, в ленточной сушилке. На первой стадии сушки налипаниеAlmost any type of convective drying can be used at both stages, for example, in a belt dryer. In the first stage of drying, adhesion
5 устраняется с помощью механической активации, включающей, например, перемешивание ИОСВ и/или разрушение верхнего слоя. Механическая активация может осуществляться, например, с помощью лопаток, которые при движении будут разрушать поверхность частиц ИОСВ, отделяя их от поверхности аппарата, увеличивая площадь поверхности тепло- и массообмена. 5 is eliminated through mechanical activation, which includes, for example, mixing the IOWS and/or breaking up the top layer. Mechanical activation can be accomplished, for example, by using blades that, as they move, break up the surface of the IOWS particles, separating them from the apparatus surface and increasing the surface area for heat and mass transfer.
10 Вторая стадия сушки может проводиться при температурах не более 180-200°С, так как выше данных температур начинаются основные процессы термического разложения, что видно из результатов термического анализа иловых осадков. 10 The second stage of drying can be carried out at temperatures no higher than 180-200°C, since above these temperatures the main processes of thermal decomposition begin, which can be seen from the results of thermal analysis of sludge sediments.
Отработанный сушильный агент (топочные газы) после первой стадии сушки направляется на стадию очистки. Данная стадия включает механическую очистку от твёрдых частиц и жидкостную обработку. Механическая очистка от твёрдых частиц позволяет вернуть улетевшие вместе с топочными газами частицы ИОСВ в поток, направляемый на вторую стадию сушки, благодаря чему уменьшается содержание твёрдых частиц в топочных газах, выбрасываемых в атмосферу. Стадия механической очистки от твёрдых частиц может производиться, например, с помощью циклонов.After the first drying stage, the spent drying agent (flue gases) is sent to the cleaning stage. This stage includes mechanical removal of solid particles and liquid treatment. Mechanical removal of solid particles allows the particles of the spent drying agent (DWA) emitted with the flue gases to be returned to the flow directed to the second drying stage, thereby reducing the particulate matter content of the flue gases emitted into the atmosphere. This mechanical removal of solid particles can be accomplished, for example, using cyclones.
20 В частном случае, возможно разбавлять топочные газы воздухом перед подачей на первую стадию сушки (на схеме не отображено), при этом на вторую стадию сушки топочные газы не поступают. 20 In a particular case, it is possible to dilute the flue gases with air before feeding them to the first stage of drying (not shown in the diagram), while the flue gases do not enter the second stage of drying.
Жидкостная обработка топочных газов предназначена для снижения содержания загрязняющих веществ в топочных газах до значений, не превышающих предельно допустимых концентраций. Это позволяет выбрасывать топочные газы в атмосферу без ущерба окружающей среде. Жидкостная обработка топочных газов включает в себя мокрую очистку, абсорбцию и конденсацию в результате охлаждения содержащихся в топочных газах соединений. Жидкостная обработка топочных газов может включать средства химического, физического, физико-химического, биологического зо воздействия. Жидкостная обработка сопровождается охлаждением топочных газов с передачей тепла теплоносителю, который далее передаёт это тепло сушильному агенту второй стадии сушки (воздух). Жидкостная обработка может проводиться, например, в скруббере. Сушильный агент второй стадии сушки далее используется для нагрева ИОСВ после стадии механического обезвоживания перед подачей на первую стадию Flue gas treatment with liquids is designed to reduce the pollutant content of flue gases to values that do not exceed maximum permissible concentrations. This allows flue gases to be released into the atmosphere without harming the environment. Flue gas treatment with liquids involves wet scrubbing, absorption, and condensation by cooling the compounds contained in the flue gases. Flue gas treatment with liquids can involve chemical, physical, physicochemical, and biological treatments. Liquid treatment involves cooling the flue gases, transferring heat to the coolant, which then transfers this heat to the second-stage drying agent (air). Liquid treatment can be carried out, for example, in a scrubber. The second-stage drying agent is then used to heat the ionizing water treatment system (IWTS) after the mechanical dehydration stage before being fed to the first stage.
4 4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сушки, что позволяет более полно использовать теплоту топочных газов и снизит затраты на сушку ИОСВ. Механическое обезвоживание может проводиться, например, в фильтр-прессе. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Drying, which allows for more efficient use of the heat from the flue gases and reduces the cost of drying the wastewater. Mechanical dewatering can be carried out, for example, in a filter press.
Процесс пиролиза проводится при температурах не менее 350°С; не более 600°С. Проведение процесса пиролиза при температуре 350-600°С позволяет уменьшить потребление тепла на процесс, поскольку, согласно данным термического анализа различных видов ИОСВ, процесс термического разложения происходит с основными пиками при 250-280 и около 350°С и продолжается до 550-600°С. При температуре менее 350°С не происходит основной стадии термического разложения, а нагрев выше 600°С не приводит к существенному увеличению степени разложения, но повышает расходы на нагрев и под держание температуры. The pyrolysis process is carried out at temperatures of at least 350°C and no more than 600°C. Conducting the pyrolysis process at temperatures of 350-600°C reduces heat consumption, since, according to thermal analysis data for various types of IOWW, the thermal decomposition process occurs with main peaks at 250-280°C and around 350°C and continues up to 550-600°C. At temperatures below 350°C, the main stage of thermal decomposition does not occur, and heating above 600°C does not lead to a significant increase in the degree of decomposition, but increases the costs of heating and maintaining the temperature.
В процессе пиролиза образуются твёрдые продукты и парогазовая смесь. Твёрдые продукты выгружаются в качестве товарного продукта, а парогазовая смесь направляется на сжигание с получением топочных газов, тепловая энергия которых используется для осуществления процесса. Для повышения тепловой эффективности процесса при выгрузке твёрдых продуктов производится их охлаждение с передачей тепла теплоносителю, который далее используется для нагрева дутьевого воздуха, подаваемого для сжигания парогазовой смеси. The pyrolysis process produces solid products and a steam-gas mixture. The solid products are discharged as a marketable product, and the steam-gas mixture is sent for combustion to produce flue gases, the thermal energy of which is used in the process. To improve the thermal efficiency of the process, the solid products are cooled during discharge, transferring their heat to a coolant, which is then used to heat the blast air supplied for combustion of the steam-gas mixture.
Использование тепла отходящего сушильного агента (топочных газов), конденсации соединений топочных газов после первой стадии сушки и образующихся твёрдых продуктов для подогрева сырья и дутьевого воздуха позволяет снизить потребность в подводе тепла для замыкания теплового баланса и повысить энергетическую эффективность процесса. The use of heat from the exhaust drying agent (flue gases), condensation of flue gas compounds after the first stage of drying and the resulting solid products to heat the raw materials and blast air reduces the need for heat input to close the heat balance and increases the energy efficiency of the process.
Получаемые твёрдые продукты впоследствии могут использоваться как товарный продукт для различных направлений применения. В частности, твёрдые продукты могут использоваться для очистки различных отходящих газов, для очистки сточной воды, в производстве строительных материалов. The resulting solid products can subsequently be used as commercial products for various applications. In particular, the solid products can be used to purify various exhaust gases, to treat wastewater, and in the production of building materials.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1. Технологическая схема переработки иловых осадков сточных вод The essence of the invention is explained in Fig. 1. Technological scheme for processing wastewater sludge
Осуществление изобретения Implementation of the invention
5 5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Исходный ИОСВ (поток 1) поступает на стадию механического обезвоживания. Обезвоженный ИОСВ (поток 2) поступает на 1-ю стадию сушки через теплоообменник. Высушенный до влажности 40-55% ИОСВ (поток 3) подаётся на 2-ю стадию сушки. Высушенный до конечной влажности ИОСВ (поток 4) поступает на пиролиз, где образуются твёрдые продукты (поток 6) и парогазовая смесь (поток 5). Парогазовая смесь после очистки от твёрдых продуктов (поток 7) подаётся на сжигание. Твёрдые продукты (поток 6) выгружаются и охлаждаются, при этом передавая тепло теплоносителю (поток 8) в теплообменнике, который далее передаёт тепло подаваемому на сжигание парогазовой смеси воздуху (поток 9). Теплоноситель (поток 8) может быть как жидкий (например, вода), так и газообразный (например, воздух). Продукты сгорания парогазовой смеси (поток 10) используются для обеспечения теплом пиролиза и далее в качестве сушильного агента на 1-й стадии сушки (поток 11). Отработанный сушильный агент 1-й стадии сушки (поток 12) отправляется на стадию механической очистки (твёрдые частицы возвращаются в поток высушенного илового осадка 3) и стадию жидкостной обработки. На стадии жидкостной обработки происходит смешивание с циркулирующим хладагентом (поток 16), в качестве которого может использоваться вода. Нагретый теплоноситель передаёт тепло воздуху, подаваемому в качестве сушильного агента на 2-ю стадию сушки (поток 17). Подпитка циркулирующей воды осуществляется потоком 15. Сконденсированная вода (поток 18) сливается в канализацию. Очищенный сушильный агент 1-й стадии сушки (поток 14) выбрасывается в атмосферу. Сушильный агент 2-й стадии сушки (поток 19) далее используется для нагрева ИОСВ после механического обезвоживания и перед 1-й стадией сушки (поток 1), соединяется с сушильным агентом после нагрева ИОСВ (поток 20), а затем соединяется с потоком сушильного агента 1-й стадии сушки после механической очистки (поток 13). SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The initial WSWS (stream 1) is fed to the mechanical dewatering stage. The dewatered WSWS (stream 2) is fed to the first drying stage via a heat exchanger. WSWS dried to a moisture content of 40-55% (stream 3) is fed to the second drying stage. WSWS dried to the final moisture content (stream 4) is fed to pyrolysis, where solid products (stream 6) and a steam-gas mixture (stream 5) are formed. The steam-gas mixture, after being purified from solid products (stream 7), is fed for incineration. The solid products (stream 6) are discharged and cooled, transferring heat to the coolant (stream 8) in the heat exchanger, which then transfers the heat to the air fed for combustion of the steam-gas mixture (stream 9). The heat transfer fluid (stream 8) may be either liquid (e.g., water) or gaseous (e.g., air). The combustion products of the steam-gas mixture (stream 10) are used to provide heat for pyrolysis and then as a drying agent in the 1st drying stage (stream 11). The spent drying agent from the 1st drying stage (stream 12) is sent to the mechanical cleaning stage (solid particles are returned to the dried sludge stream 3) and the liquid processing stage. At the liquid processing stage, it is mixed with the circulating coolant (stream 16), which can be water. The heated heat transfer fluid transfers heat to the air supplied as a drying agent to the 2nd drying stage (stream 17). Make-up of the circulating water is provided by stream 15. Condensed water (stream 18) is discharged to the sewer. The purified drying agent from the first stage of drying (stream 14) is released into the atmosphere. The drying agent from the second stage of drying (stream 19) is then used to heat the WSW after mechanical dewatering and before the first stage of drying (stream 1), combines with the drying agent after heating the WSW (stream 20), and then combines with the drying agent stream from the first stage of drying after mechanical cleaning (stream 13).
6 6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/000147 WO2025226173A1 (en) | 2024-04-26 | 2024-04-26 | Method for heat treating sewage sludge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/000147 WO2025226173A1 (en) | 2024-04-26 | 2024-04-26 | Method for heat treating sewage sludge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025226173A1 true WO2025226173A1 (en) | 2025-10-30 |
Family
ID=97490760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/000147 Pending WO2025226173A1 (en) | 2024-04-26 | 2024-04-26 | Method for heat treating sewage sludge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025226173A1 (en) |
-
2024
- 2024-04-26 WO PCT/RU2024/000147 patent/WO2025226173A1/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101290121B (en) | Wet sludge anhydration burning processing system and process | |
| CN111925087A (en) | Harmless and recycling integrated treatment method and system for oil sludge | |
| EP3492558B1 (en) | Method and system for preparing fuel gas by utilizing organic waste with high water content | |
| CN101307244A (en) | Double-bed alternating circulation sludge pyrolysis oil production method | |
| CN106007297B (en) | Mercury-containing sludge heat treatment method | |
| JPS6038611B2 (en) | Method and device for evaporating and concentrating waste sludge using exhaust gas from an incinerator | |
| US5191845A (en) | Method of reprocessing sewage sludge | |
| CN112898999A (en) | Catalytic pyrolysis-oxidation multi-stage furnace treatment integrated device and method for waste salt containing organic pollutants | |
| CN107500501A (en) | A kind of oil plant oily sludge disposal system and method | |
| JP2001192670A (en) | Method of manufacturing carbonized material and pyrolizer for organic waste | |
| CN108502880A (en) | A kind of phosphoric acid method prepares the environment-protective process of activated carbon | |
| CN115286208A (en) | System and method for drying and co-processing sludge by using waste heat of cement kiln | |
| CN110981152A (en) | Multi-stage integrated device and method for drying, catalytic pyrolysis and oxidation of oily sludge | |
| CN104261645A (en) | Sludge treatment process and system | |
| CN213475732U (en) | Sludge deep dehydration coupling biomass pyrolysis system | |
| CN109608012A (en) | Waste tyre pyrolytic new energy heats air desiccation sewage plant sludge Processes and apparatus | |
| RU2568978C1 (en) | Method for catalytic treatment of sewage sludge | |
| US5505822A (en) | Process and device for treating waste by direct contact | |
| CN115156276A (en) | Composite process mainly based on superheated steam thermal desorption | |
| CN207313422U (en) | A kind of innocuity disposal system of domestic sludge | |
| WO2025226173A1 (en) | Method for heat treating sewage sludge | |
| CN212961632U (en) | High organic waste liquid who contains salt burns device | |
| CN104329676B (en) | Fluid bed sludge incinerating system and processing method | |
| CN209116353U (en) | Organic material contaminated soil dystopy thermal desorption system | |
| CN215667833U (en) | System for organic fluorine-containing waste liquid is handled and is retrieved |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24937206 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |