कीचड़ कार्बोनिज़ेशन (पायरोलिसिस/हाइड्रोथर्मल कार्बोज़ाइजेशन) का तकनीकी विश्लेषण और एनारोबिक पाचन के साथ एकीकरण

一। कीचड़ कार्बनकरण का अवलोकन

कीचड़ कार्बोकेशन एक थर्मोकैमिकल प्रक्रिया है जो कार्बनिक पदार्थों को स्थिर कार्बन-समृद्ध उत्पादों में कीचड़ में परिवर्तित करती है। इसमें शामिल है सूखी कार्बोलाइजेशन (पाइरोलिसिस) और गीला कार्बनकरण , कीचड़ में कमी, विषहरण और संसाधन वसूली के लिए लक्ष्य।

二। सूखा कार्बनकरण (पायरोलिसिस): सिद्धांत और विशेषताएं

1. सिद्धांत
   के तहत आयोजित किया गया एनॉक्सिक या कम-ऑक्सीजन की स्थिति उच्च तापमान (250-800 डिग्री सेल्सियस) पर, पायरोलिसिस कीचड़ को बायोचार, सिनगास (H₂, Ch₄, Co), और tar में कीचड़ ऑर्गेनिक्स को विघटित करता है। तापमान द्वारा श्रेणियां:

   • कम तापमान पाइरोलिसिस (250-350 ° C): सरल उपकरण, कम निवेश, उच्च बायोचार कैलोरी मूल्य।
   • मध्यम तापमान पाइरोलिसिस (400-600 ° C): ऊर्जा की खपत और उत्पाद की गुणवत्ता को संतुलित करता है; प्रभावी भारी धातु स्थिरीकरण।
   • उच्च तापमान पाइरोलिसिस (600-800 ° C): परिपक्व प्रौद्योगिकी लेकिन महंगा; छोटे पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

2. प्रक्रिया प्रवाह

   • pretreatment : कीचड़ मोटा होना → गहरी dewatering (नमी <60%) → सुखाने (नमी <25%)।
   • पाइरोलिसिस : रोटरी भट्ठा या जैकेट रिएक्टर, प्राकृतिक गैस या सिनेगास दहन द्वारा गर्म किया गया।
   • उत्पाद उपयोग : मृदा संशोधन, ईंधन, या adsorbent के लिए बायोचार; ऊर्जा के लिए पुनर्नवीनीकरण syngas।

3. लाभ

   • मात्रा में कमी> 90% .
   • पर्यावरण के अनुकूल : डाइऑक्सिन गठन को दबाता है; भारी धातुओं को स्थिर करता है।
   • ऊर्जा आत्मनिर्भरता : Syngas 50-80% ऊर्जा की मांग को पूरा करता है।

4. सीमाएँ

   • उच्च ऊर्जा खपत : बाहरी ईंधन की आवश्यकता है (परिचालन लागत ≥200 CNY/टन)।
   • जटिल उपस्कर : सटीक तापमान और निवास समय नियंत्रण की आवश्यकता है।

三। वेट कार्बोनेराइजेशन (हाइड्रोथर्मल कार्बोज़ाइजेशन, एचटीसी): सिद्धांत और विशेषताएं

1. सिद्धांत
   उपयोग उपचर्म जल (180-260 ° C, 2-10 MPa) हाइड्रोलिसिस, decarboxylation, और पोलीमराइजेशन के माध्यम से हाइड्रोचार में कीचड़ ऑर्गेनिक्स को परिवर्तित करने के लिए। सूखने की आवश्यकता नहीं है।

2. प्रक्रिया प्रवाह

   • प्रतिक्रिया : घोल घंटों के लिए एक सील रिएक्टर में प्रतिक्रिया करता है।
   • उत्पाद पृथक्करण : हाइड्रॉचार फ़िल्टर; एनारोबिक पाचन में उपयोग किए जाने वाले तरल चरण (कार्बनिक एसिड में समृद्ध)।

3. लाभ

   • उच्च-नस्ल की कीचड़ को संभालता है () 80% नमी) सीधे।
   • कार्यात्मक हाइड्रोचार : मिट्टी/उत्प्रेरक अनुप्रयोगों के लिए ऑक्सीजन युक्त सतह समूह।
   • कम ऊर्जा का उपयोग : प्रीट्रीटमेंट की लागत 30-50% बनाम शुष्क तरीकों से कम हो गई।

4. सीमाएँ

   • कठोर परिस्थितियाँ : उच्च दबाव वाले रिएक्टर पूंजी लागत में वृद्धि करते हैं।
   • कम हाइड्रोचार्य कैलोरी मूल्य (15-20 एमजे/किग्रा बनाम 20-25 एमजे/किग्रा पायरोलिटिक बायोचार के लिए)।

四। सूखे और गीले कार्बनकरण की तुलना

五। एनारोबिक पाचन (एडी) के साथ तालमेल

1. ऊर्जा-सामग्री एकीकरण

   • ऊर्जा पाश : बायोगैस (60-70% CH₄) ईंधन कार्बनकरण; कार्बनकरण से अवशिष्ट गर्मी को गर्मी के लिए गर्मी का पुन: उपयोग किया जाता है।
   • उत्पाद तालमेल : बायोचार एडी में माइक्रोबियल गतिविधि को बढ़ाता है; एचटीसी तरल चरण पाचन के लिए कार्बन की खुराक।

2. मामले का अध्ययन

   • कीचड़ भोजन अपशिष्ट सह-पाचन : मिक्सिंग से सी/एन अनुपात में सुधार होता है, मीथेन की उपज में 24-47%की वृद्धि होती है; बायोचार कृषि में अमोनिया उत्सर्जन को कम करता है।
   • औद्योगिक सहजीवन : ऑस्ट्रिया का स्ट्रैस डब्ल्यूडब्ल्यूटीपी कीचड़/खाद्य अपशिष्ट पाचन को जोड़ती है, 70% पौधों की ऊर्जा के लिए बायोगैस उत्पन्न करता है; खेती में उपयोग किया जाने वाला बायोचार।

3. फ़ायदे

   • ऊर्जा दक्षता : AD-PYROLYSIS सिस्टम 80% ऊर्जा आत्मनिर्भरता प्राप्त करते हैं, 25,142 kWh/100 टन कीचड़ बनाम भड़काने वाले को काटते हैं।
   • कार्बन तटस्थता : युग्मित सिस्टम जीएचजी उत्सर्जन को कम करते हैं (30-50% सीओ ₂ कमी); बायोचार सीक्वेस्टर 0.5-1.2 टन सीओ-समतुल्य/टन।

六। चुनौतियां और भविष्य के निर्देश

1. चुनौतियां

   • लागत बाधाएं : उच्च परिचालन लागत (शुष्क) और पूंजी लागत (गीला)।
   • मानकीकरण : बायोचार सुरक्षा को GB/T 24600-2008 जैसे मानकों का पालन करना चाहिए।

2. नवाचार मार्ग

   • स्मार्ट नियंत्रण : पायरोलिसिस मापदंडों (तापमान, निवास समय) का अनुकूलन करें।
   • संकर प्रणाली : उच्च ऊर्जा वसूली के लिए HTC AD SYNGAS बिजली उत्पादन को एकीकृत करें।

ड्राई पाइरोलिसिस बड़े पैमाने पर कीचड़ में कमी और ऊर्जा वसूली के लिए सूट करता है, जबकि एचटीसी उच्च-नस्ल की कीचड़ को संसाधित करने में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। एनारोबिक पाचन के साथ इन्हें एकीकृत करने से बंद-लूप "ऊर्जा-सामग्री" सिस्टम बनता है, जो कि डिस्पोजल से रिसोर्स रिज़ेनरेशन तक कीचड़ प्रबंधन को स्थानांतरित करता है ।