污泥水热碳化余热回收系统设计及热力学分析

摘要

基于闪蒸方式设计余热回收系统,闪蒸方式包括一级和两级闪蒸方式,其中一级闪蒸压力0.12 MPa,二级闪蒸的首级压力0.4~1.0 MPa,末级压力0.12 MPa,水热反应温度200~260℃;针对污泥水热碳化-余热回收整体工艺开展质量、能量平衡研究,分析闪蒸级数、闪蒸压力、水热反应温度等对浆料余热回收效果的影响。结果表明:二级闪蒸系统的运行能耗略低于一级闪蒸系统,但闪蒸级数以及二级闪蒸系统中的首级闪蒸压力对水热给料预热温度的影响不明显;提高水热反应温度,回收的余热可将原始给料预热至更高温度,由于余热回收而产生的节能效率大幅提高,在水热反应温度为200、230、260℃时,给料预热温度分别为99.30、125.85、154.35℃,节能效率分别约为36%、41%和45%;提高水热反应温度,工艺净产能(水热炭产能-系统能耗)降低;将污泥脱水至30%,水热+机械脱水比热干化脱水节能76.5%。