王 煦

回转式热解炭化窑主机全貌

随着人民生活水平的提高和工业的发展，废弃物污染形势十分严峻。据统计，全国16000多家污水处理厂每年排放污泥高达一亿多吨，农业废弃物每年产出14亿吨，这些污泥和废弃物其中有相当一部分都可以炭化。印染、食品等工业和林、木、畜牧业也有相当多的数量可以炭化的废弃物等待处置。因此，如果炭化技术和装备能够得到优化，它为污泥及有关废弃物的资源化利用提供了一条出路。

浙江金华金锅环保装备技术中心根据当前形势充实加强了技术团队。在已经积累的窑炉技术和制造经验的基础上得到了德国热解工艺和南京农业大学在炭化领域的高端学者的技术支持，研制成一种新的窑型——回转式热解炭化窑。这台新型炭化窑使炭化工艺得到了优化，节能、高效、优质、大型化、国产化的优点为炭化市场增添了一种新的选择。

一、技术特点

目前，在我国炭化市场的窑炉大至有立式固定（间歇、连续型）、卧式固定（间歇型）、回转式隔套型，其中回转式隔套窑是目前国内外市场较为普遍的一种窑型，但这些窑型都有不尽如人意的缺点。

而回转式热解炭化窑是将国内外大多采用的回转式隔套窑取消隔套，将外热炭化改为内热炭化，由此形成为一种新的窑型。

二、关键技术

炭化的关键是既要确保窑温，又要确保低氧控氧的工况环境。隔套式回转炭化虽然达到了上述要求，但其缺点是：

1.效率低耗能大。

2.炭化质量波动。

3.大型化受到限制。

4.隔套烟气和炭化窑内烟气两者都得分头处理，工艺复杂并回收余热繁琐，因此热耗高、效率低、成本高，且大型化受到限制。

回转式热解炭化窑取消隔套针对的就是上述缺点，其关键技术是：

1.将外热炭化改为内热炭化，保证回转窑动态锁风。

2.回转窑一个筒体一个坡度，窑内预热、干化、热解、炭化、冷却5个工艺区段，常规是料流和气流都有自身的一个运行速度，但炭化窑在热解炭化段的速度、温度、低氧及氧含量的控制停留时间都有特定要求，这是成炭不会成灰的关键区段。对此回转式热解炭化窑在窑内设计了特种结构。        

3.为了全面节能，窑内设置了动态热交换器，炭化源头物要在窑内细碎，使物料受热均匀，促使提高热效率。

4.炭化源头物料赋有的能量，除了自身成炭需要外，还要有部分内能作为成炭工艺中的供热，旨在减少辅助能源的消耗。为了达到上述目的，窑内各段硬件设置的位置、相关技术参数的设定、可控机构的可靠这三方面的关键要素缺一不可，否则就会影响最终效果。

三、应用范围和生产能力系列等级

回转式热解炭化窑的应用范围包括炭化生活污水处理厂排放的生化污泥，炭化部分工业污泥（如印染、食品业废弃物），炭化部分农、林、畜牧业排放的废弃物等。设备目前暂定炭化能力为10吨／日、20吨／日、50吨／日3种，对不同物性的源头炭化物配置不同长径比的窑型。

印染污泥炭化微结构电镜扫描观察

四、炭化物的应用

炭化窑的最终产品为不同级别的生物质炭，这种生物质炭由于源头物性不同而不同。

含炭量较高的是一种清洁能源，它可作为锅炉、其他窑炉的一种辅助燃料。

对于含炭量不高的炭化物但同时赋有比表面积较大的纳米级材料，是一种吸附材料，目前引用的领域大致在以下两个方面：

1.它能改良土壤结构、提升土壤品质。面对当前化肥用量过多，土壤板结的现实，以炭改良是一个有效举措。另外，对于绿化、苗圃、大棚果蔬，改良土壤更为实用。

2.在污水处理厂作为一种吸附材料，是污水处理过程中的一种常用耗材。

上述应用领域随着炭化处理技术的不断发展使用空间还在扩展。

（作者：中国环境科学学会固废分会委员，专家组成员，教授级高工）

（本文由作者供图）