本发明涉及微波处理领域，尤其涉及一种微波干燥、热解、重整处理污泥的方法。
背景技术：
在煤炭和生物质等能源的众多技术中，热解由于原料要求低，热解产物尤其是气体产物利用率高且污染少，可以直接作为燃料等优点，成为煤炭和生物质能利用技术的主要方法之一。热解主要是指物质在无氧环境中被加热到高温下分解的过程，其中具有工业意义的有机物的热解过程占据了很大一部分。热解过程所需的高温通常利用电加热的方式来实现。电加热主要是通过热传导的形式将热量传给待加热物质，因此热量是从物质外部向内部传导，热解产生的气体产物的逸出与热量传导的方向相反，会导致热量不能有效的传到物质内部，影响加热效果。微波加热由于其容积式加热的特点，使得待加热物质的内部温度高于物质表面温度，不但不会影响热解产生的气体产物的逸出，而且使得热解过程更加的彻底与充分。因此，微波加热在如今的热解过程中已经得到广泛的应用。微波作为一种有效的加热手段，不仅在热解过程中有广泛的应用，也多用于物料的干燥过程。
公开号为cn107314621a的中国发明专利公开了一种微波干燥方法及其采用的装置，其主要是将待干燥产品置于微波干燥设备中的密闭且隔热的密封腔体中，同时微波干燥设备发射微波进行微波干燥，同时将密封腔体内的气体进行强制对流。监控密封腔体内的气体的温度和待干燥产品的表面温度，与此同时不间断地抽出密封腔体内的部分含湿气体进行后处理后返回至密封腔体内。该发明充分利用了微波加热速度快，效率高的优点，大大缩短了干燥产品所需的时间，节能提效效果显著。
现有微波处理的装置在一定程度上能够满足对物料的干燥或者通过微波加热对物料进行热解的要求。但是，在实际处理过程中，待热解处理的物料往往具有很高的含水量，比如污泥，新鲜的生物质等等。由于较高的含水量，往往先要将物料进行干燥等预处理，再将其进行热解。这样，势必会提高处理的复杂程度，提高处理成本。如果将含水量较高的物料直接进行热解，由于大量水的蒸发，难以使物料较快达到热解所需要的温度，从而增加处理时间，降低热解效率。因此，如何实现对物料干燥、热解甚至是产物催化重整的一体化，对于实现更高效的微波热解以及提高热解产物的质量具有重大的意义和影响。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种微波干燥、热解、重整处理污泥的方法，使得处理物料的复杂程度降低，同时降低处理成本，缩短处理时间，提高热解效率。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种微波干燥、热解、重整处理污泥的方法，使得处理物料的复杂程度降低，同时降低处理成本，缩短处理时间，提高热解效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种微波干燥、热解、重整处理污泥的方法，其特征在于，所述方法的操作过程都在多模微波腔中进行，其中，所述微波腔分为三段，分别是干燥段、热解段和重整段，具体包括以下步骤：
步骤1、将含水污泥送进微波腔的干燥段，除去污泥水分，产生蒸汽并完成污泥预热；
步骤2、经过干燥的污泥接着进入微波腔的热解段，进行热解反应，分解为固体的热解残碳、气态的大分子挥发分和小分子热解气；
步骤3、干燥、热解所得产物进入重整段，水蒸气与热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
进一步地，步骤3中所述合成气为h2和co的混合气体。
进一步地，所述干燥段、所述热解段和所述重整段的反应温度和反应时间均可以通过改变微波输入功率、反应器长度进行调节。
进一步地，所述干燥段的处理温度为105-120℃，处理时间为15-30分钟，微波输入功率是微波总功率的20％-33％。
进一步地，所述热解段的处理温度为600-1000℃，处理时间为25-60分钟，微波输入功率是微波总功率的30％-33％。
进一步地，所述重整段的处理温度为500-800℃，处理时间为10-60分钟，微波输入功率是微波总功率的33％-60％。
进一步地，所述污泥可以是市政污泥、制药污泥、厌氧发酵沼渣、制革污泥、印染污泥、农药化肥厂污泥、有机染料污泥、油泥等的一种或几种的混合物。
进一步地，所述步骤3中，在微波腔的重整段，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，可根据物料干燥所产生的水蒸气的量，在反应段加入碳源。
进一步地，所述碳源为废活性炭、煤或焦炭。
本发明的微波干燥、热解、重整处理污泥的方法，与现有技术相比较，优势在于：
(1)本发明方法的整个处理过程可以连续进行，解决了现有设备微波干燥和微波热解需要单独采用不同设备而产生的不连续和传统热损失较大的问题；
(2)本发明方法解决了污泥热解产生结焦的问题，进而提高微波干燥热解处理污泥的整体效率，增大了高热值气体产物的产率，充分实现了污泥的减量化和资源化。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图1介绍本发明的多个优选实施例，使本发明的技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
实施例1：日处理量100吨市政污泥的处置
整个市政污泥的加热过程采用微波加热，干燥、热解、重整三个处理阶段均在多模微波腔内进行，其中，微波腔分为三段，分别为干燥段、热解段和重整段，每一段微波腔的反应温度和反应时间可以通过改变微波输入功率进行调节，微波输入总功率为2000kw、反应器长度8米、直径1米。首先，含水市政污泥进入微波腔的干燥段，除去污泥中的水分，产生水蒸气并完成市政污泥预热；然后经过干燥的市政污泥进入微波腔的热解段进行热解反应，市政污泥分解为固体的热解残碳、气态的大分子挥发分和小分子热解气，最后，热解过程所得到的产物进入重整段，水蒸气与市政污泥热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气即，h2和co，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
在市政污泥的处理过程中，干燥段的处理温度设定为105℃，处理时间设定为30分钟，干燥微波输入功率设定为600kw，干燥段长度2米；热解段的处理温度为设定600℃，处理时间设定为25分钟，微波输入功率设定为600kw，热解段长度5米；重整段的处理温度设定为500℃，处理时间设定为10分钟，微波输入功率设定为1200kw，重整段长度1米。在微波腔的重整段处理过程中，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，在重整段开始处加入热解残碳作为碳源增加合成气产量。
实施例2：日处理量10吨制革污泥的处置
整个制革污泥的加热过程采用微波加热，干燥、热解、重整三个处理阶段均在多模微波腔内进行，其中，微波腔分为三段，分别为干燥段、热解段和重整段，每一段微波腔的反应温度和反应时间可以通过改的微波输入功率进行调节，微波输入总功率为200kw、反应器长度4米、直径0.6米。首先，含水制革污泥进入微波腔的干燥段，除去制革污泥中的水分，产生水蒸气并完成制革污泥预热；然后经过干燥的制革污泥进入微波腔的热解段进行热解反应，制革污泥分解为固体的热解残碳、气态的大分子挥发分和小分子热解气，最后，热解过程所得到的产物进入重整段，水蒸气与制革污泥热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气即，h2和co，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
在制革污泥的处理过程中，干燥段的处理温度设定为105℃，处理时间设定为20分钟，干燥微波输入功率设定为40kw，干燥段长度1米；热解段的处理温度为设定600℃，处理时间设定为60分钟，微波输入功率设定为60kw，热解段长度2米；重整段的处理温度设定为800℃，处理时间设定为30分钟，微波输入功率设定为100kw，重整段长度1米。在微波腔的重整段处理过程中，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，在重整段开始处加入热解残碳作为碳源增加合成气产量。
实施例3：日处理量20吨化肥农药厂污泥的处置
整个化肥农药厂污泥的加热过程采用微波加热，干燥、热解、重整三个处理阶段均在多模微波腔内进行，其中，微波腔分为三段，分别为干燥段、热解段和重整段，每一段微波腔的反应温度和反应时间可以通过改变微波输入功率进行调节，微波输入总功率为400kw、反应器长度5米、直径0.8米。首先，含水化肥农药厂污泥进入微波腔的干燥段，除去化肥农药厂污泥中的水分，产生水蒸气并完成化肥农药厂污泥预热；然后经过干燥的化肥农药厂污泥进入微波腔的热解段进行热解反应，化肥农药厂污泥分解为固体的热解残碳和气态的大分子挥发分和小分子热解气，最后，热解过程所得到的产物进入重整段，水蒸气与化肥农药厂污泥热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气即，h2和co，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
在化肥农药厂污泥的处理过程中，干燥段的处理温度设定为110℃，处理时间设定为10分钟，干燥微波输入功率设定为80kw，干燥段长度1米；热解段的处理温度为设定800℃，处理时间设定为30分钟，微波输入功率设定为120kw，热解段长度3米；重整段的处理温度设定为600℃，处理时间设定为60分钟，微波输入功率设定为200kw，重整段长度1米。在微波腔的重整段处理过程中，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，在重整段开始处加入热解残碳作为碳源增加合成气产量。
实施例4：日处理量10吨纺织印染污泥的处置
整个纺织印染污泥的加热过程采用微波加热，干燥、热解、重整三个处理阶段均在多模微波腔内进行，其中，微波腔分为三段，分别为干燥段、热解段和重整段，每一段微波腔的反应温度和反应时间可以通过改变微波输入功率进行调节，微波输入总功率为240kw、反应器长度4.8米、直径0.6米。首先，含水纺织印染污泥进入微波腔的干燥段，除去纺织印染污泥中的水分，产生水蒸气并完成纺织印染污泥预热；然后经过干燥的纺织印染污泥进入微波腔的热解段进行热解反应，纺织印染污泥分解为固体的热解残碳、气态的大分子挥发分和小分子热解气，最后，热解过程所得到的产物进入重整段，水蒸气与纺织印染污泥热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气即，h2和co，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
在纺织印染污泥的处理过程中，干燥段的处理温度设定为120℃，处理时间设定为15分钟，干燥微波输入功率设定为80kw，干燥段长度1.8米；热解段的处理温度为设定1000℃，处理时间设定为60分钟，微波输入功率设定为80kw，热解段长度2米；重整段的处理温度设定为800℃，处理时间设定为15分钟，微波输入功率设定为80kw，重整段长度1米。在微波腔的重整段处理过程中，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，在重整段开始处加入热解残碳作为碳源增加合成气产量。
实施例5：日处理量50吨沼渣的处置
整个沼渣的加热过程采用微波加热，干燥、热解、重整三个处理阶段均在多模微波腔内进行，其中，微波腔分为三段，分别为干燥段、热解段和重整段，每一段微波腔的反应温度和反应时间可以通过改变微波输入功率进行调节，微波输入总功率为800kw、反应器长度6米、直径0.4米。首先，含水沼渣进入微波腔的干燥段，除去沼渣中的水分，产生水蒸气并完成沼渣预热；然后经过干燥的沼渣进入微波腔的热解段进行热解反应，沼渣分解为固体的热解残碳、气态的大分子挥发分和小分子热解气，最后，热解过程所得到的产物进入重整段，水蒸气与沼渣污泥热解残碳在高温微波强化作用下发生水蒸气变换反应生成合成气即，h2和co，同时大分子挥发分进一步裂解为小分子高热值的热解气。
在沼渣的处理过程中，干燥段的处理温度设定为110℃，处理时间设定为30分钟，干燥微波输入功率设定为200kw，干燥段长度2米；热解段的处理温度为设定800℃，处理时间设定为60分钟，微波输入功率设定为240kw，热解段长度3米；重整段的处理温度设定为600℃，处理时间设定为30分钟，微波输入功率设定为360kw，重整段长度1米。在微波腔的重整段处理过程中，为保证热解残碳与水蒸气的充分反应，在重整段开始处加入热解残碳作为碳源增加合成气产量。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。