woolly污泥掺烧技术研究.pdf

第

16

卷第

4

期

·

48·

2008

年

8

月

环境卫生工程

Environmental Sanitation Engineering

Vol.16 No.4

August

污泥掺烧技术研究

高

亮

,

邵德洲

,

张曙光

,

张国立

,

刘汉桥

2

(

1.

天津泰达环保有限公司

,

天津

300350

;

2.

天津渤海环保工程有限公司

,

天津

300350

)

摘

要

:

介绍了目前污泥在燃煤电厂、水泥窑和垃圾焚烧厂的掺烧技术

,

提出了垃圾焚烧厂富氧掺烧污泥新技

< br>1

1

2

2

术。

关键词

:

污泥

;

掺烧

;

垃圾焚烧

;

富氧

中图分类号

:

X705

文献标识码

:

A

文章编号

:

1005- 8206

(

2008

)

04- 0048- 04

Study on

Mixed Incineration Technology of Sludge

Gao Liang

,

Shao Dezhou

,

Zhang Shuguang

,

Zhang Guoli

,

Liu Hanqiao

(

1. Tianjin TEDA Environmental Protection Co.

,

Ltd

,

Tianjin 300350

;

1

1

2

2

2

2.

Tianjin Bohai Environmental Protection Engineering Co.

,

Ltd

,

Tianjin 300350

)

Abstract

:

At

present

,

mixed

incineration

technology

of

sludge

in

coal

-

fired

power

plants

,

cement

kilns

and

waste

incineration

plants

was

introduced

,

the

new

technology

of

mixed

incineration

of

sludge

in

oxygen

-

enriched

air

for

waste

incineration plants was put forward.

Key words

:

sludge

;

mixed incineration

;

waste incineration

;

oxygen- enriched

传统的污泥处理方法如投海、填埋、堆肥有

式

[

]

,

其典型工艺流程见图

1

。含水率

80%

左右

许多不尽如人意的地方

,

而且难以为继。比较而

的污泥经喷嘴喷入炉膛

,

迅速与大量炽热床料混

言

,

焚烧法处理污泥可消灭病原体、大幅度地减

小污泥体积、回收部分能量

,

资源化方面优势明显。然而

,

合后干燥燃烧

,

随烟气流出炉膛的床料在旋风分

在无害化、减量化、

离器中与烟气分离

,

分离出来的颗粒再次送回炉

单独建大型污泥焚

膛循环利用

,

炉膛内传热和传质过程得到强化。

炉膛内温度能均匀地保持在

850

℃左右

,

分离器分离出的烟气引入锅炉尾部烟道

,

由旋风

对布置

1- 2

烧厂存在诸多问题

: 1)

投资巨大。污泥焚烧炉及

尾气净化系统等设备价格昂贵

,

国外

1

套日处理

1 000 t

的污泥焚烧系统需要投资

6. 7

亿元。

2

)

运行成本高。污泥含水率高、热值低

,

必须吸收

大量的热能后才能燃烧

,

需要消耗大量的常规能

源

,

目前国内单独焚烧

1 t

污泥的成本

,

上海需要

在尾部烟道中的过热器、省煤器和空气预热器中

的工质进行加热

,

从空气预热器出口流出的烟气

经除尘净化后

,

由引风机排入烟囱

,

排向大气。

汽轮机

烟气净化

装置

160

元

,

江苏需要

200

元。

3)

建设周期长。

4)

运

污泥仓

输成本高。污水处理厂的污泥含水率通常为

80%

煤仓

除尘器

左右

,

分散

,

体积庞大

,

而且城市污水处理厂往往较为

集中焚烧处理必然带来高昂的运输费用。

如果利用污水处理厂附近的电厂、水泥厂、垃圾

焚烧厂等的现有燃烧设备和技术就近焚烧处理污

泥

,

不仅可节省大量的湿污泥运输费用

,

而且投

资少、运行成本低、见效快

,

保护上均具有显著的优点。下面介绍污泥在燃煤

电厂、水泥窑和垃圾焚烧厂的掺烧技术

,

并在此

基础上提出了垃圾焚烧厂富氧掺烧污泥新技术。

循环流化床

锅炉

图

1

典型燃煤电厂掺烧污泥工艺流程

用污泥与煤混烧发电处置污泥在我国也有工

在经济效益和环境

程应用实例。常州广源热电有限公司利用

3

台

75

t/h

的循环流化床锅炉处理含水率

85%

污泥

180

～

225 t/d

,

其工程投资由焚烧锅炉本体防磨喷涂改

造和新建污泥储存、输送系统

2

部分组成

,

投资

总额

120

万元

,

每吨污泥的混烧处理成本为

106

1

燃煤电厂掺烧污泥技术

近年来

,

在国际上利用热电厂循环流化床锅

元。

炉将污泥与煤混烧已逐渐成为重要的污泥处置方

这种处理处置方式在经济和技术上的可行性

备受关注和争议

: 1)

污泥的含水率和添加率对焚

烧锅炉的热效率有很大影响。污泥含水率越高

,

收稿日期

:

2008-06-01

第

4

期

高

亮

,

等

污泥掺烧技术研究

·

49·

热值越低

,

含水率

80%

的污泥对发电的热贡献率

很

低

,

为保证良好的掺烧效果

,

其掺烧的量不能

很大

,

否则会对电厂的运行造成不良影响。

2)

污

泥是一种污染物

,

需要满足相关标准所规定的热

氧

化环境

,

其焚烧处理所需的过剩空气系数大于

燃煤

,

因此污泥掺烧会导致电厂烟气排量大

,

热

损失大

,

锅炉热效率降低。

3)

污泥掺入还会影响

锅

炉的焚烧效果。由于掺烧工况下烟气流速会增

大

,

对烟气系统造成磨损

,

烟气流速的上升会导

致燃烧

颗粒炉内停留时间缩短

,

可能产生停留时

间

<2

s

的

工况

,

不符合避免二

产生的基本条

件。

4)

掺烧对锅炉的尾气排放也会带来较大影

响。由于污

泥具有较高浓度的污染物

(

如汞浓度

数十倍于等质量的燃煤

) ,

焚烧后烟气中有害污染

物浓度明显增加

,

但由于烟气量大幅度增加

,

烟

气中污染物被稀释

,

其浓度可能低于非掺烧烟气

污

染物的浓度

,

目前无法严格合理地界定并控制

排入

大气的污染物浓度。

现阶段我国污泥处理处置尚无经济有效的运

行

方式

,

为防止污泥无序弃置

,

污染生态环境

,

在有条件的地区

,

利用电厂循环流化床锅炉掺烧

一

定比例的城市污水厂污泥是比较经济可行的。

2

水泥厂掺烧污泥技术

水泥窑具有燃烧炉温高和处理物料量大的特

点

,

而且水泥厂均配备大量的环保设施

,

是环境

自净能

力强的装备

,

利用水泥窑系统掺烧污泥具

有如下优

点

:

1)

可以利用水泥熟料生产中的余热

烘干污泥的

水分

,

从而提高水泥厂的能量利用率

;

2

)

污泥可以作为辅助燃料应用于水泥熟料煅烧

,

从而降低水泥厂对煤等一次能源的需求

;

3)

水泥

窑

内的碱性物质可以和污泥中的酸性物质化合成

稳定

的盐类

,

便于其废气的净化脱酸处理

,

而且

还可以将

重金属等有毒成分固化在水泥熟料中

,

避免二次污染

,

使环境的危害降到最小

; 4)

可以

部分

代替黏土质原料

,

从而降低水泥生产对耕地

的破坏

;

5)

投资小

,

具有良好的经济效益

,

只需

要增加污泥预

处理设备

,

投资及运行成本均低于

单独建立焚烧炉

6)

回转窑内气体温度通常为

1 350~1 650

℃

,

有害有

机物分解率高

;

7

)

燃烧

即为最终处理

,

省却了日后的灰

渣处理工序

,

节

约了填埋场用地和资金。

[

3

]

干法水泥厂处理 污泥有

2

种工艺流程

:

种是污泥废气烘干工艺

,

见图

2

。利用水泥窑系

统的

200

℃以上废气

(

如窑头蓖冷机的冷却废

一

气

)

,

使其通过烘干破碎机对污泥进行烘干。干化

后的污泥可经旋风分离器分离后加入窑系统。该

工艺流程简单

,

基本不改变原来的烧成流程。另

一

种是流态化焚烧炉工艺

,

将废气烘干后的污泥

喂入

焚烧炉内预先燃烧

,

在焚烧炉内煅烧并使来

自预热

器的热生料分解

,

流程较复杂

,

但基本不

会对窑系

< br>统的热工制度产生影响。对于湿法水泥

厂也可采

取

2

条技术路线

[

]

:

一条是污泥从湿法

搅拌机进

入

,

经过均化、贮存、粉磨后从窑尾喂

入窑内焚烧

;

另一条是污泥与窑灰搅拌混合、均

化后从窑中喂

入窑内焚烧。

去废气处

理

系

统

收发电

,

余热锅炉充分考虑了烟气高温和低

温腐蚀

,

从余热锅炉出来的烟气依次经除酸系统、

喷活性炭

吸附装置、除尘器等烟气净化装置处理

4

旋风分离器

污

泥

烘干机

转窑

蓖冷机

分解炉

回

图

2

水泥窑系统掺烧污泥工艺流程

目前国际上水泥厂使用污泥的工业实践已不

鲜

见

,

而我国在这方面的研究尚处于起步阶段。

上海

新型建材研究开发中心分别在

S (

湿法回转

窑

)

和

W (

带四级预热器回转窑

)

水泥厂进行了

工业试验

[

5

]

,

并将污泥从窑尾、窑头、窑中加入进

行了比

较。处理污泥达

500

多

t,

生产熟料

3 000

多

t,

生产

水泥

4 000

多

t

。发现污泥含水率高

,

更适合湿法水泥窑处理

,

直接作为生料配料组分

加

以利用。若生料中污泥掺入量为

10%,

据此可

以估

算

, 1

个年产

20

万

t

熟料的中型水泥厂

,

每

年可以综合利用污泥

3

万多

t (

干基

) ,

折合含水

率

78%

的污泥为

13

万

t,

因此完全可以消耗

1

个

大型污水处理厂产生的所有污泥。结合我国实际

,

发展利用水泥窑系统进行污泥处置技术是水泥行

业实行生态环保、实现可持续发展的一个技术方

向。

3

垃圾焚烧厂掺烧污泥技术

典型垃圾焚烧厂掺烧污泥的工艺流程见图

3

。

垃圾和污泥加入焚烧炉

,

垃圾焚烧炉烟气出口温

度

≥

850

℃

,

烟气停留时间

≥

2 s,

可控制焚烧过

程中二

的形成

,

高温烟气经余热锅炉吸收热

能回