一個完整的污泥烘干熱解工藝包括儲存和輸送系統、干燥系統、熱解系統、燃燒系統、能量回收系統和尾氣凈化系統。污泥的存儲和輸送是整個工藝流程的開始，起到對污泥的儲存和將污泥輸送進入污泥干燥機裝置的作用。污水廠脫水污泥的含水率一般在80%左右不能直接熱解，通過污泥干燥系統去除污泥中的水分，將污泥含水率降低至15%-20%。熱解就是在無氧環境下將固態污泥裂解，生成氣態和固態的產物。
氣態產物為熱解氣，是一種可燃氣體。從污泥烘干熱解設備（熱解鼓）中生成的熱解氣含有一定的有害物質，可以進行燃燒處理，這樣可以利用能量，同時將有害物質轉化為完全氧化的煙氣。熱解氣也可以用處理煙氣的方法將其中的有害物質去除，干凈的熱解氣供應給發動機或者燃氣輪機。污泥干燥系統的無氧環境減少或阻止了多環芳香烴的生成。
固態的產物是污泥烘干熱解后的殘渣，其結構極易濕潤，所以出渣裝置需設置防堵塞措施。另外，熱解殘渣的化學性能穩定，可耐強酸腐蝕，污泥中的重金屬被固化在其中很難再次析出。
熱解產生的熱解氣經過旋風除塵器后和污泥儲存倉的廢氣一同進入燃燒室燃燒，這樣可以防止異味外泄。燃燒室產生的煙氣優先用于熱解鼓的加熱，熱解鼓出口煙氣溫度為600℃，這部分煙氣再進入余熱鍋爐進行余熱利用。當污泥烘干系統自身能量不能維持自身平衡時，燃燒室需外加燃料（天然氣或油）作為補充，以達到維持污泥烘干系統能量平衡的目的。
給熱解加熱后的煙氣進入余熱鍋爐，產生的蒸汽用于干燥污泥。對于不同的工藝條件，可以選擇不同的能量回收方案。
固廢的熱解在常壓下進行，但實際上為了避免異味泄漏，一般在熱解鼓內維持一定的負壓。
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