污泥直接液化简介和应用及进展

01污泥直接液化简介

污泥直接液化制油技术无需使用还原性气体保护就能够处理高湿度生物污泥。在5.0～15 MPa 和250～350℃条件下，污泥中的有机物通过水解、缩合、脱氢、环化等一系列反应转化为低分子油类物质。该技术的基本工艺流程如图所示。在图中，实线所示为基本步骤，虚线所示为在某些工艺中出现的步骤。

污泥直接热化学液化技术可以将污泥中40%以上的有机质转化为燃料油，相应的有机碳转化率达到90%左右，热值达到33MJ/kg以上，并可以实现能量的净输出过程。在多国共同研究下，实现了污泥直接热化学液化技术的逐渐定型。目前，在英国、日本等国家对污泥直接液化制油方面已有较多研究，而我国研究相对较少。

02污泥直接液化技术的应用及进展

热化学液化制油技术也是始于煤炭制油技术。1913年德国人F.Bergius发明煤高温高压（400～450℃，20MPa）制燃料技术，这项技术后来被称作煤的直接液化技术。在20世纪70年代的“石油危机”以后，德国将这些技术用于从木屑、稻草和废纸等生物质中提取燃料油。1980年以后，美国开始将该技术的工艺框架应用于污泥处理并发表了研究报告，之后其他国家也开始了这方面的研究，使得该技术的工艺过程逐渐定型成熟。

1984年W.L.Kranich研究了污泥直接热化学液化的可能性，试验了2种基本工艺：a.污泥干燥后用蒽油作为载体溶剂的高压加氢工艺；b.以脱水污泥直接加氢或不加氢工艺。发现以蒽油为溶剂的工艺，占污泥有机质重量50%的物质转化为油。随后1986年，A.Suzuki在300℃条件下以水为载体溶剂，在不加氢的污泥液化制油工艺中，也获得了大于40%的油得率。1987年K.M.Lee等进一步对比分析了反应污泥与未反应污泥可分离油量差距，证明至少50%的油量是反应后产生的，以此推进了水溶剂、不加氢条件下的污泥连续液化过程。由于以水为溶剂、不加氢的液化过程工艺简单，工业化前景较好，随后许多科学家围绕这一反应工艺进行了广泛研究。近年来，主要由德国Bayer、Campbell等的研究，污泥油化化学转化工艺逐步由试验室走向实用过程。然而到目前为止，热化学液化制油技术仍未实现大规模工业应用，主要是由于该工艺在高温高压下操作，工艺复杂，相对于产油率，生产成本过高。