1.5   SlurryCarbTM 碳化工藝流程

　　Step 1: 污泥預(yù)處理，將含水率80％左右的脫水污泥切碎，攪拌。

　　Step 2: 污泥加壓，將污泥加壓送入碳化系統(tǒng)。

　　Step 3: 污泥加熱，通過外部熱源為污泥加熱。

　　Step 4: 污泥裂解反應(yīng)，在高溫高壓狀態(tài)下，污泥被裂解成液態(tài)。

　　Step 5: 冷凝/熱交換，將加熱的污泥水冷卻，能量經(jīng)熱交換器回收。

　　Step 6: 污泥液脫水，脫水后的泥餅的含水率為50％以下。

　　Step 7: 上清液回收，使用膜過濾技術(shù)處理后的水返回污水處理廠。

　　Step 8: 干化，造粒，根據(jù)用戶需要可以對碳化物進(jìn)一步干化造粒，或保持原狀。

　　1.6污泥碳化的主要參數(shù)

　　進(jìn)泥含水率：  80%左右（干物質(zhì)20，水80）

　　碳化物含水率：   50％以下（干物質(zhì)20，水20）

　　實際脫水：  75％以上 (80－20）

　　反應(yīng)時間：  12分鐘

　　反應(yīng)溫度：  <300℃

　　反應(yīng)壓力：  <10MPa

　　E-fuel燃值（美國）： 3600大卡/公斤DS（消化污泥），4500大卡/公斤DS(未消化)

　　濾出液處理：

　　膜生物反應(yīng)器（MBR），達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　蒸發(fā)氣處理：

　　廢氣燃燒＋旋風(fēng)、過濾器，達(dá)到國家廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.7SlurryCarbTM 碳化工藝質(zhì)量平衡

　　1.8SlurryCarbTM 碳化工藝能耗（與干化比較）

　?。?）理論基礎(chǔ)

　　取含水率80％的污泥1.25kg（其中水含量為1kg，DS含量為0.25kg）。

　　標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1公斤水從20℃升高至100℃所需要的能量為80大卡，折合335千焦。將1公斤水在其沸點蒸發(fā)所需要的熱量為40.8千焦/摩爾，相當(dāng)于2260千焦。（五倍于把等量水從一攝氏度加熱到一百攝氏度所需要的熱量）。

　　（2）污泥干化能耗

　　假設(shè)污泥中干物質(zhì)的比熱與水相同，則0.25公斤干物質(zhì)從20℃加溫至100℃需要84千焦。1.25kg含水率80％的污泥干化所需要的總能量為：335 ＋ 2260 ＋ 84 ＝ 2679千焦

　　由于干化只能以其干化物質(zhì)進(jìn)行能量回收（污泥返混），最多只能有30％的能量回收，所以干化需要的能量為：2679 × 70％＝ 1875千焦

　?。?）污泥碳化能耗

　　在10MPa壓力下，污泥中的水份不會汽化，將1公斤水從160℃升高至240℃所需要的能量為80大卡（SlurryCarb工藝的能量回收可將初始污泥的溫度提高至160℃），折合400千焦。（水在10MPa下的比熱約為5.0×kJ/(kg ℃)。）加壓能量很小，可以忽略不計。

　　假設(shè)污泥中干物質(zhì)的比熱與水相同，將0.25公斤干物質(zhì)從160℃升高至240℃需要100千焦。

　　碳化部分需要的總能量為：400 ＋ 100 ＝ 500千焦

　　由于碳化剩余物中還有50％的水分，不考慮干物質(zhì)減量，其總量為0.5公斤，用干化方法蒸發(fā)，需要能量應(yīng)為：84 ＋ 565 ＋ 84 ＝ 733千焦

　　同樣考慮30％的能量回收，干化所需能量為：733× 70％＝ 513 千焦

　　整個碳化過程需要的能量：500 ＋ 513 ＝ 1013 千焦

　　純干化工藝需要的熱量為1875千焦，碳化后再干化工藝需要的熱量為1013千焦，后者是前者的54％，節(jié)省能源約46％。

　　2. SlurryCarbTM工藝的投資

　　在美國，建設(shè)一座處理700噸/天污泥（含水率80％）污泥干化處理廠的總投資約為7500萬美元，包括全部土建，設(shè)備、安裝和技術(shù)使用費等。其中直接費（設(shè)備，土建）為4000萬美元，工程費為1850萬美元，其他資金籌集，保險等1650萬美元。合到處理100噸/天污泥（含水率80％）的總投資為8500萬人民幣。

　　按同樣的水平和數(shù)量，如果在中國建設(shè)，直接費約2000萬美元，工程費約380萬美元，資金費用約550萬美元，總投資約2930萬美元，合人民幣23440萬人民幣。合到處理100噸/天污泥（含水率80％）的總投資為3400萬人民幣。

　　由于SlurryCarbTM采用了大量的常規(guī)設(shè)備，總造價比干化設(shè)備的投資要小很多。目前，即使在美國，SlurryCarbTM也是處于起步階段，技術(shù)使用費，設(shè)計費等相對收取的較高，一旦批量推廣，整體造價還會大幅度降低。