生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统及方法与流程

本发明属于生物质能高效利用和污泥深度处置技术领域，具体涉及一种生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统及方法。

背景技术：

1、污泥处置的背景

污泥是一种固液混合的废弃污染物，对环境危害性较大。随着社会经济的发展，我国污泥总量激增，目前污泥年产量高达约10000万吨。污泥危害大，但实际有效处置率却不高。污泥按来源不同主要分为市政污泥和工业污泥，约各占总量的一半，不同来源的污泥在特性和处置方法上都有较大差异。

(1)市政污泥

市政污泥主要来源于市政污水处理厂，其原始含水率很高，达95％-99％。随着居民生活用水量的不断增加，污水处理量也随之上升，作为污水处理的“衍生品”，污泥产量年年攀升，消纳问题日益突出。此外，污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，如果不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。如何妥善处理污泥，使其减量化、稳定化、无害化、资源化，成为环境污染治理中急待解决的问题。

传统的污泥处置方式主要包括填埋、焚烧和土地利用，由于污泥含水率较高、体积庞大，在实际应用中都存在诸多问题。降低污泥含水率、实现污泥干化、提高其热值，成为解决这些问题的关键。

实践表明，机械脱水后的污泥含水率仍高达65％～80％左右，要达到对污泥的深度脱水，比较经济的方法是对污泥进行热干化，即利用热能去除污泥中大部分水分。

目前主要应用的热干化模式有传统热能污泥干化和太阳能污泥干化。但两种干化模式在实际应用中都遇到一些问题。传统热干化技术中，因圆盘干化机具有传热面积大、搅拌效果好、设备结构紧凑、污泥含水率适应性广等优点，使得采用圆盘干化机进行污泥间接干化逐渐成为主流的污泥处理方式，但由于污泥含水率较高(一般80％左右)，若要将污泥含水率降低到30％以下，该干化工艺的能耗很高(此工艺一般采用蒸汽作为加热干化的能源)。而当前太阳能污泥干化普遍采用常规玻璃房太阳能光照污泥直接蒸发水分的模式，由于太阳能存在光照密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这种干化方式的脱水效率较低。

当前市政污泥的一般处理方式为：机械脱水(使得含水率降至65％-80％，实现减量化)+干化机脱水(热干化，使得含水率降至30％-35％，实现减量化)+焚烧(彻底减量化和无害化)+灰渣外运。

(2)工业污泥

工业污泥根据其来源，有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。比较市政污泥来说，其粘度大、含油率高、无机物比例高，往往使得其处理难度更高。特别是当其中污染物含重金属等有毒、有害物质时，将被列为危废范围，其处置手段与标准具有非常严格的要求。

下面是几种典型的工业污泥的特点。

石化污泥：石化污泥成分比较复杂，含有不同种类的重金属，一般石油污泥含油、粘度大、含水率高，一般高达96％～99％，经机械脱水后仍有70％～85％，体积和质量还较大，有机物含量小，热值较低。

印染污泥：印染产泥量大，总污泥量占到污水总体积0.3％～1.0％，含水率高，一般高达96％～99％，经机械脱水后仍有55％～85％，体积和质量还较大，印染污泥一般惰性物质较高，而有机物、病原菌等含量较少，热值也较低，一般重金属含量高。

造纸污泥：造纸污泥灰分比较大，一般可以达到50％～70％，所以热值比较低、含水率高，一般达到95％～99％，即使脱水后含水率仍处于60％～80％污泥量比较大，而且其中含有大量的纤维。

制革污泥：制革行业产泥量大，一般每天可以产生40-80吨污泥/万吨废水，有机物含量高，由于在皮革处理过程中产生大量的皮毛、血污，所以有机物含量非常高，有毒物质多，s^2-和三价铬含量高，而且三价铬转化为六价铬后有致癌作用。

电镀污泥：电镀污泥含有氰化物以及六价铬、铜、锌、镉、镍等重金属，化学法处理电镀废水是产生污泥的主要来源，电镀污泥中有机物含量低，热值小。

工业污泥的组分和特性取决于具体工业生产工段，不同行业的污泥差别很大，不能简单套用市政污泥的经验来处理工业污泥。但是在减量化这个环节上，同样是要对高含水率的污泥进行干化，降低其含水率。减量化后的工业污泥需要根据是否列为危废而采取不同的处理标准和方法。

现有污泥处置技术的缺陷和不足：①能耗高，能源成本高。如前所述，多数采用工业蒸汽作为干化热源，能耗较高，运行成本较高。②减量化不彻底。一般把污泥干化到30-35％含水率外运，仍然有较大的体积。③处置过程对环境有污染，污泥干化过程中蒸发出来的高湿度废气中携带多种污染物，处置难度较大。该气体冷凝后产生的废水处置难度也较大。另外当干化后污泥采取焚烧处理方式时，焚烧产生的烟气也会造成大气污染。④投资成本较大，由于污泥干化机动部件面临严重的磨损腐蚀问题，对材质要求很高，所以设备投资也较高。

2、生物质综合利用的背景

(1)生物质能概念

生物质能源是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内的能量，通常包括：“木材及森林工业废弃物”、“农业废弃物”、“生活有机废弃物”、“水生植物”、“油料植物”等。世界能源消费中仅次于三大化石能源位列第四，占比达14％。据统计资料介绍，2009年，欧盟生物质能源的消费量约占欧盟能源消费总量的6％，美国的生物质能源利用占全国能源消费总量的4％，瑞典为32％。我国是个农业大国，生物质资源丰富，生物质能占能源消耗总量20％，农村总能耗的65％以上为生物质能，其中薪材消耗量约占总能耗的29％。

生物质能源是一种理想的可再生能源，具有以下特点：①可再生性；②低污染性(生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的so2、nox较低，生物质作为燃料时，二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应)；③广泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。典型生物质的热值为17600～22600kj/kg。

(2)生物质能利用方式及现状

目前生物质能主要应用方式分为两种：①生物质直接燃烧；②生物质气化。

生物质直接燃烧方式是传统能源利用方式，即生物质在燃烧炉内充分燃烧，放出的热量用来发电或者供热的利用的方式。直接燃烧的方式一般用于大规模集中利用上，比如现有主流的生物质发电厂就是这一类。

生物质气化是一种较新的方式：主要是在气化炉内一定的热力学条件下，只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧，通过有机物热裂解和一系列氧化还原反应，生成co、h2、低分子烃等可燃气体。这种可燃气是一种干净、清洁的绿色能源，可作为后继供热或发电使用。生物质气化对原料有一定要求，一般以中小规模利用为主，比如工厂或园区供热、物料烘干、保温保湿等。另外，生物质气化过程中通过控制反应温度、气化剂等可以对热裂解和氧化还原的程度进行调节，从而得到可燃气的同时，得到生物质炭、焦油、木醋液等副产物。特别是生物质炭，目前是一种较高品质高附加值的产品，广泛应用于保温材料、土壤改良、燃料、吸附剂等场合。

气化过程与燃烧过程的区别：

燃烧过程提供充足的空气或氧气，原料充分燃烧，目的是直接获取热量，产物是co2和水等不可燃的烟气。

气化过程只供给热化学反应所需的那部分氧气，尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气体中，气化后的产物为含氢、co和低分子烃类的可燃气体。如下表：

(3)生物质气化的原理

生物质气化是一种热化学转换技术，利用空气、氧气或水蒸气作为气化剂，将生物质转化成可燃气体的过程。生物质气化可将低品位的固态生物质转换成高品位的可燃气体，可应用于集中供气、供热、发电以及作为化工品和原料气等。

图1是上吸式固定床气化炉的原理图，生物质从上部加入，气化剂从底部吹入，生成的气体从上部离开气化炉。气化炉中参加反应的生物质自上而下分为干燥层、热分解层、还原层和氧化层。

从上面加入的湿物料在干燥层同下面反应层生成的热气体进行换热变成干物料落入热分解层，产生的水蒸气排出气化炉。干燥层温度为100～250℃。

生物质受到氧化层和还原层生成的热气体后发生裂解反应，大部分挥发分从固体中分离出去，由于裂解需要大量热量，热分解层温度已降低到400～600℃。裂解区产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油以及其他烃类物质等，这些热气体继续上升，而炭则进入下面还原区。

还原层中没有氧气存在，在氧化层中生成的二氧化碳在这里同炭及水蒸气发生还原反应，生成一氧化碳和氢气。主要方程式如下：

c+co2＝2co+δh；δh＝-162.41kj

h2o+c＝co+h2+δh；δh＝-118.82kj

2h2o+c＝co2+2h2+δh；δh＝-75.24kj

h2o+co＝co2+h2+δh；δh＝-43.58kj

由于还原反应吸热，还原区温度也降低，为700～900℃。还原区主要产物为一氧化碳、二氧化碳和氢气。

气化剂由底部进入，在经过灰渣层时与热灰渣进行换热，进入氧化层同炽热的炭发生燃烧反应，生成二氧化碳和一氧化碳，同时放出热量。温度可达1000～1200℃，为整个气化炉提供热源，热载体是上升的气体。

在原理上，生物质气化与生物质直接燃烧都是有机物与氧发生反应。但燃烧过程中提供充足的氧气，燃烧后的产物是co2和水等不可再燃烧的烟气，放出大量的反应热，即燃烧主要是将原料的化学能转变为热能。而生物质气化过程是在缺氧环境下发生的不完全反应，总体上是吸热反应，气化产物可进一步燃烧。

目前，虽然有的企业开始探索利用生物质气化技术产生的热能来处理污泥，以实现资源化利用，但生物质完全气化成可燃气后受热风温度和热风量的限制，在气炭联产及污泥干化利用方面还存在很多技术问题，无法实际推广应用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统，可有效实现可燃气和生物炭联产、可燃气和污泥炭联产、实现热能地充分耦合利用，经济效益和社会效益显著。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统，包括：

生物质气化炉，用于生物质的气化，获得生物质燃气并回收生物质炭；

绝热燃烧室，用于接收生物质气化炉排出的生物质燃气并使其燃烧产生高温烟气a1；

污泥干化机，利用热源b1对湿污泥进行干化，获得干化后污泥；

污泥炭化机，利用热源b2对干化后污泥进行炭化裂解反应，获得可燃气和污泥炭，并排出高温烟气a2；

配风室，用于调节从所述绝热燃烧室排出的高温烟气a1或从污泥炭化机排出的高温烟气a2的温度，通过配风室调节至合适温度后的烟气用作污泥干化机的热源b1。

作为优选的技术方案，还包括用于处理污泥干化机所排出的尾气的尾气处理单元。

本发明还提供了上述生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统的处置方法，按照污泥处置的热源流向可以采取三种方案实现：

作为其中的技术方案之一，生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统的处置方法，包括如下步骤：

步骤一、生物质(主要以稻壳、竹木片、锯末、秸秆、玉米芯等农林废弃物为主)经过简单预处理后，通过给料系统进入生物质气化炉，与一并加入的少量空气发生氧化还原反应，产生的能量保持系统运行在稳定的反应状态，促进生物质中挥发份热解生成生物质燃气；同时，生物质气化后的生物质炭经炭冷却螺旋输送机排出气化炉，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤二、生物质气化炉出口的生物质燃气约300-400℃，经风机加压后送入绝热燃烧室燃烧产生800-1000℃的高温烟气a1；

步骤三、所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1一部分进入配风室，经所述配风室调节至合适温度后作为污泥干化机的热源b1，热风进入污泥干化机中利用热风的热能蒸发污泥中的水分，使得污泥从进口的80％含水率降至出口的30-35％含水率；干化后污泥通过螺旋输送机等设备输送至污泥炭化机；干化后的烟气与污泥中蒸发的水蒸气的混合气体c(约90℃)，经过尾气处理单元处理污染物达标后排放；

所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1的另一部分以高温状态(约800℃)直接进入污泥炭化机作为污泥炭化机的热源b2；进入污泥炭化机内的高温烟气与从污泥干化机输送来的干化后污泥在污泥炭化机内传热使得污泥发生炭化反应，污泥中的挥发分大部分释放并发生裂解反应产生可燃气，裂解后部分残碳和污泥中原有的固定碳、灰分等不挥发部分一起形成炭化产物的固体部分——污泥碳；污泥碳经炭冷却螺旋输送机排出炭化机，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤四、污泥炭化机产生的可燃气回用至绝热燃烧室作为燃料补充，高温烟气a1经污泥炭化机利用后排出的高温烟气a2回用至配风室实现能量回收和尾气的统一处理。

作为其中的技术方案之二，生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统的处置方法，包括如下步骤：

步骤一、生物质(主要以稻壳、竹木片、锯末、秸秆、玉米芯等农林废弃物为主)经过简单预处理后，通过给料系统进入生物质气化炉，与一并加入的少量空气发生氧化还原反应，产生的能量保持系统运行在稳定的反应状态，促进生物质中挥发份热解生成生物质燃气；同时，生物质气化后的生物质炭经炭冷却螺旋输送机排出气化炉，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤二、生物质气化炉出口的生物质燃气约300-400℃，经风机加压后送入绝热燃烧室燃烧产生800-1000℃的高温烟气a1；

步骤三、所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1全部进入污泥炭化机作为污泥炭化机的热源b2，进入污泥炭化机内的高温烟气与从污泥干化机输送来的干化后污泥在污泥炭化机内传热使得污泥发生炭化反应，污泥中的挥发分大部分释放并发生裂解反应产生可燃气，裂解后部分残碳和污泥中原有的固定碳、灰分等不挥发部分一起形成炭化产物的固体部分——污泥碳；污泥碳经炭冷却螺旋输送机排出炭化机，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤四、污泥炭化机产生的可燃气回用至绝热燃烧室作为燃料补充，高温烟气a1经污泥炭化机利用后排出的高温烟气a2经所述配风室调节至合适温度后作为污泥干化机的热源b1，热风进入污泥干化机中利用热风的热能蒸发污泥中的水分，使得污泥从进口的80％含水率降至出口的30-35％含水率；干化后污泥通过螺旋输送机等设备输送至污泥炭化机；干化后的烟气与污泥中蒸发的水蒸气的混合气体c(约90℃)，经过尾气处理单元处理污染物达标后排放。

作为其中的技术方案之三，生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统的处置方法，包括如下步骤：

步骤一、生物质(主要以稻壳、竹木片、锯末、秸秆、玉米芯等农林废弃物为主)经过简单预处理后，通过给料系统进入生物质气化炉，与一并加入的少量空气发生氧化还原反应，产生的能量保持系统运行在稳定的反应状态，促进生物质中挥发份热解生成生物质燃气；同时，生物质气化后的生物质炭经炭冷却螺旋输送机排出气化炉，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤二、生物质气化炉出口的生物质燃气约300-400℃，经风机加压后送入绝热燃烧室燃烧产生800-1000℃的高温烟气a1；

步骤三、所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1全部进入所述配风室，经所述配风室调节至合适温度后作为污泥干化机的热源b1；，热风进入污泥干化机中利用热风的热能蒸发污泥中的水分，使得污泥从进口的80％含水率降至出口的30-35％含水率；干化后污泥通过螺旋输送机等设备输送至污泥炭化机；干化后的烟气与污泥中蒸发的水蒸气的混合气体c(约90℃)，经过尾气处理单元处理污染物达标后排放；

步骤四、污泥炭化机连接有燃烧机，污泥炭化机炭化反应所需的热源b2依靠自身炭化过程中的可燃气由燃烧机燃烧独立供给；裂解后部分残碳和污泥中原有的固定碳、灰分等不挥发部分一起形成炭化产物的固体部分——污泥碳；污泥碳经炭冷却螺旋输送机排出炭化机，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；污泥炭化机排出的高温烟气a2回用至配风室实现能量回收和尾气的统一处理。

其中，污泥干化机排出的混合气体c宜引出一部分当做配风进入绝热燃烧室或配风室，一方面可以减少尾气量，同时可以对这部分尾气的热量再回收。

由于采用上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：

(1)系统设计合理，运行能耗低、运行成本低。

利用生物质气化所产生的生物质燃气能量，通过绝热燃烧室燃烧升温、利用配风室合理配风后供给污泥干化、炭化工段，同时也考虑污泥干化、炭化所产生的热解可燃气的回用，从而最大限度的实现节能效果，能耗和运行成本都较低；同时解决了生物质气化成可燃气后容易受热风温度和热风量的限制的问题。

(2)实现污泥的深度减量化、无害化和资源化。

减量化体现在：污泥经干化、炭化后的含水率几乎降至0，污泥减量化可达85％以上(按原污泥80％含水率计)。

无害化体现在：污泥中的有害成分被固定在产物碳中，最终产品粒径为1-5mm性质稳定的颗粒，重金属被固化，不再进入生物体中循环。

资源化体现在：污泥炭化过程中的固体产物——污泥碳，无臭、多孔质，可用于土壤改良、园林绿化、建材材料及能源颗粒(可替换部分煤能源)等，可以资源化利用。

(3)实现生物质的资源化利用。

生物质气化过程中的固体产物——生物质碳，目前是一种较高品质、高附加值的产品，广泛应用于保温材料、土壤改良、燃料、吸附剂等场合。气态产物——生物质燃气可以提供污泥深度处置所需要的能源。

(4)投资成本低，经济效益显著。

系统主要设备无特殊材质要求，投资成本较低，主要原料生物质来源广泛，并可以考虑就地取材。项目通过污泥处置费收益、生物质碳销售、污泥碳销售可以获得良好的经济效益。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是上吸式固定床气化炉的原理图；

图2是本发明实施例一的系统运行原理图；

图3是本发明实施例二的系统运行原理图；

图4是本发明实施例三的系统运行原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图2至图4所示，生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统，能就地高效的利用生物质能来干化并炭化污泥，包括生物质气化炉1、绝热燃烧室2、配风室3、污泥干化机4、污泥炭化机5、尾气处理单元6；其中:

生物质气化炉1，用于生物质的气化，获得生物质燃气(约300-400℃)，并回收生物质气化后的生物质炭；

绝热燃烧室2，用于接收生物质气化炉1排出的生物质燃气并使其燃烧产生高温烟气a1(约800-1000℃)；

污泥干化机4，利用热源b1对湿污泥()进行干化，获得含水率30-35％的干化后污泥；

污泥炭化机5，利用热源b2对干化后污泥进行炭化裂解反应，获得可燃气和污泥炭，并排出高温烟气a2；

配风室3，用于调节从所述绝热燃烧室2排出的高温烟气a1或从污泥炭化机5排出的高温烟气a2的温度，通过配风室调节至合适温度后的烟气用作污泥干化机4的热源b1；

尾气处理单元6，用于处理污泥干化机4所排出的尾气。

按照污泥处置的热源流向，可以采取实施例1至3所述的三种方案实现生物质气炭联产耦合污泥深度处置。

实施例1

参考图2，生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统的处置方法，包括如下步骤：

步骤一、生物质(主要以稻壳、竹木片、锯末、秸秆、玉米芯等农林废弃物为主)经过简单预处理后，通过给料系统进入生物质气化炉1，与一并加入的少量空气发生氧化还原反应，产生的能量保持系统运行在稳定的反应状态，促进生物质中挥发份热解生成生物质燃气；同时，生物质气化后的生物质炭经炭冷却螺旋输送机排出气化炉，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；通过合理设计气化炉直径、高度及附属设备，保证炉内优良的气化条件及原料在炉内的停留时间，实现生物质的高效转化；

步骤二、生物质气化炉1出口的生物质燃气约300-400℃，经风机加压后送入绝热燃烧室2燃烧产生800-1000℃的高温烟气a1供后续污泥处置工段使用，绝热燃烧室2通过合理配风来调节其烟气温度及控制燃烧过程污染物(主要为氮氧化物)的生成；

污泥的深度处置需分为两个工段：干化和炭化。以80％含水率的来泥为例，首先需要在较低的温度下(约200℃以下)实现水分的蒸发，干化到30％-35％含水率状态。干化后的污泥需要在较高的温度下(约800℃)实现炭化，炭化后的含水率基本为0。所以上述生物质气化所产生的高温烟气a1需要分为两个工段加以利用(参见步骤三)；

步骤三、所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1一部分进入配风室3，经所述配风室3调节至合适温度后作为污泥干化机4的热源b1；通过控制合理的配风量控制出口热风温度以满足污泥干化的需要，一般根据污泥干化机4的型式选取不同的热风温度，以热风污泥直接接触式的滚筒式干化机为例，宜选取的热风温度约150-200℃左右；热风进入污泥干化机4中利用热风的热能蒸发污泥中的水分，使得污泥从进口的80％含水率降至出口的30-35％含水率；污泥干化机内布置有均匀布料和破碎装置以防止污泥粘结结块；干化后污泥通过螺旋输送机等设备输送至污泥炭化机5；干化后的烟气与污泥中蒸发的水蒸气的混合气体c(约90℃)，经过尾气处理单元6处理污染物达标后排放；为减少尾气量，同时对这部分尾气热量再回收，宜引出一部分尾气当做配风进入绝热燃烧室2或配风室3；

所述绝热燃烧室产生的高温烟气a1的另一部分以高温状态(约800℃)直接进入污泥炭化机5作为污泥炭化机的热源b2；进入污泥炭化机内的高温烟气与从污泥干化机4输送来的干化后污泥在污泥炭化机5内传热使得污泥发生炭化反应；炭化机加热方式一般为间接加热，污泥的炭化反应过程主要是：在约300℃-700℃范围内；污泥中的挥发分大部分释放并发生裂解反应产生氢气、一氧化碳、甲烷及其他烃类物质等组成的可燃气，裂解后部分残碳和污泥中原有的固定碳、灰分等不挥发部分一起形成炭化产物的固体部分——污泥碳；污泥碳经炭冷却螺旋输送机排出炭化机，并通过炭输送系统输送至炭仓库收集、打包回收；

步骤四、污泥炭化机5产生的可燃气回用至绝热燃烧室2作为燃料补充，高温烟气a1经污泥炭化机利用后排出的高温烟气a2回用至配风室3实现能量回收和尾气的统一处理。

从热烟气流向看，此方案是污泥炭化机和污泥干化机并联布置。

实施例2

本实施例与实施例1的结构原理基本相同，其不同之处在于：

参考图3，本实施例中，所述绝热燃烧室2产生的高温烟气a1全部进入污泥炭化机5，在炭化机中传热使得污泥发生炭化反应，从炭化机排出的烟气仍然具有较高的温度，通过配风室3调节到合适的温度后，进入污泥干化机作为热源使得污泥从约80％含水率干化到约35％含水率。

从热烟气流向看，此方案是污泥炭化机和污泥干化机串联布置。

实施例3

本实施例与实施例1的结构原理基本相同，其不同之处在于：

参考图4，本实施例中，绝热燃烧室2出口的高温烟气a1全部进入配风室3，通过配风室3调节到合适的温度后，进入污泥干化机4作为热源使得污泥从约80％含水率干化到约35％含水率。干化后的污泥进入污泥炭化机5，污泥在炭化机中的炭化反应所需的热量依靠自身炭化过程中的可燃气由燃烧机7燃烧供给，实现自身炭化的能量平衡。

从热烟气流向看，此方案是热烟气不参与污泥炭化工段，污泥炭化机独立运行。

从实施例1至实施例3可以看出，本发明具有以下效果：

(1)利用生物质气化所产生的生物质燃气能量，通过绝热燃烧室燃烧升温、利用配风室合理配风后供给污泥干化、炭化工段，同时也考虑污泥干化、炭化所产生的热解可燃气的回用，从而最大限度的实现节能效果，能耗和运行成本都较低；同时解决了生物质气化成可燃气后容易受热风温度和热风量的限制的问题。

(2)污泥经干化、炭化后的含水率几乎降至0，污泥减量化可达85％以上(按原污泥80％含水率计)；污泥中的有害成分被固定在产物碳中，最终产品粒径为1-5mm性质稳定的颗粒，重金属被固化，不再进入生物体中循环。污泥炭化过程中的固体产物——污泥碳，无臭、多孔质，可用于土壤改良、园林绿化、建材材料及能源颗粒(可替换部分煤能源)等，可以资源化利用；即实现了污泥的深度减量化、无害化和资源化。

(3)生物质气化过程中的固体产物——生物质碳，目前是一种较高品质、高附加值的产品，广泛应用于保温材料、土壤改良、燃料、吸附剂等场合；气态产物——生物质燃气可以提供污泥深度处置所需要的能源；即实现了生物质的资源化利用。

(4)系统主要设备无特殊材质要求，投资成本较低，主要原料生物质来源广泛，并可以考虑就地取材。项目通过污泥处置费收益、生物质碳销售、污泥碳销售可以获得良好的经济效益。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。