市政污水污泥水热耦合干化系统能耗模拟

干化+焚烧技术已逐渐成为我国大中城市中心城区污泥的重要处置手段,水热炭化预处理可提高污泥脱水性能,进而降低系统能耗,但对水热+干化污泥预处置过程的能耗分析还鲜有报道。研究了200～260℃下水热炭化预处理污泥的三相产物分布及水热液有机组分构成,在此基础上建立了水热+空气干化系统的能量-质量流模型,并分析了水热条件对系统能耗的影响,最后与空气干化系统、厌氧发酵+空气干化系统能耗进行对比。发现釜内压力为8 MPa,水热反应温度由200℃上升至240℃时,由于水热液中热值较高的有机组分芳香烃、含氮杂环比例明显下降,水热反应釜能耗由184kJ/kg(以原污泥计)降至161 kJ/kg,温度上升至260℃时,由于水蒸气气相分率明显增加及水热液中芳香烃含量回升,能耗上升至278 kJ/kg。受水蒸气气相分率影响,240℃下水热反应能耗随压力升高而降低,压力升至4 MPa后降低趋势迅速放缓。直接空气干化系统在干化空气温度为110℃时,系统总能耗为1 942 kJ/kg;厌氧消化+干化系统由于对沼气进行高效热回收利用,消化时间为10 d时,系统热耗低至212 kJ/kg,总能耗为984 kJ/kg;而...