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技术文章

循环流化床锅炉用煤泥伴生物污泥供热的建议

时间:2016-9-20 7:57:03  作者:润州  来源:在线投稿  
内容摘要:污泥混煤泥焚烧处理可获得很高的经济效益,具体又可分为直接效益和间接效益两部分。就直接经济效益而言,随着污泥掺入比例的增加,燃料成本必然下降,虽然这会使电耗成本有所增加,但综合来看,煤泥污泥混合煤浆的燃烧总成本仍

对在循环流化床锅炉用煤泥伴生物污泥燃烧供热的看法和建议


  本文介绍了在循环流化床锅炉用煤泥伴生物污泥燃烧供热项目情况,从技术角度总结了项目前期试验及实际运行效果,并在此基础上对项目做了评价,认为其具有很高的环境效益、经济效益和社会效益,最后就项目进一步的推广实施提出了几点建议。

  1 项目背景

  1955年苏州市政府为保护市区环境,决定在东区甪直镇建立工业园区,并将一些高污染的企业,尤其是印染企业集中迁往工业园区。2002年甪直镇政府决定拆除园区内的小型燃煤供热锅炉,实行集中供热。在此背景下,2005年吉力热能有限公司甪直热电厂建成,正式投产供热。除原有的 1台20 t锅炉外,热电厂新增 1 台由上海交大设计、鞍山锅炉制造厂生产的35 t水煤浆循环流化床锅炉,负责新锅炉运行管理的是长期从事水煤浆技术应用与推广的苏州展阳新能源科技有限公司。

  多年来,展阳公司根据水煤浆流化床锅炉的实际运行经验,又实地研究分析了印染厂排出污泥的特性,提出将印染厂排出的污泥掺到水煤泥浆中进行燃烧并给印染厂供热的方案,并随后进行了在水煤浆流化床锅炉内掺烧污泥的小试,获得了良好的运行效果。在取得初步成效的基础上,展阳公司积极向上海交通大学、河海大学等该领域的权威科研机构寻求技术支持,成立了“在循环流化床锅炉用煤泥伴生物污泥燃烧供热项目”,并进行了一系列的研究和探索。目前,项目已受到多方重视,上海、江苏、浙江、广东等地均在推广应用。

  2 对项目技术的研究与探索

  要深入研究这项燃烧技术,首先必须搞清楚三方面问题。
  2.1 生物污泥的基本特征
  生物污泥是污水处理的附属产品,是一种有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的非均质体,不仅产量巨大而且含有重金属、病原菌、寄生虫以及某些难分解的有机毒物,如处理不当就会对环境造成严重污染。鉴于以上原因,污泥必须经科学处理以达到无害化、稳定化、减量化和资源化 4 个目标,这已成为全世界公认的目标以及相关处理技术革新的出发点。

  随着我国社会经济和城市化的发展,污水的总量也不断增长。预计到2015年,我国污水处理能力将达到475亿t/年,按污泥产率 5 t/万t污水、污泥含水率80%计算,则需要处理的湿污泥量将达到2 375万t/年。目前我国污水处理所产生的污泥有80%未得到妥善处理,污泥随意堆放所造成的污染环境与再污染问题凸显。中国供热信息网了解到对此,国家发展改革委、住房和城乡建设部、环境保护部联合出台了《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,将污泥处理处置列为“十二五”期间的重点治理范畴,要求在无害化处理后进行综合利用。

  目前,国内外普遍采用的污泥处理技术主要有以下 5种。

  (1)填埋处理:此法不仅占用大量填埋场地,占用宝贵的土地资源还将产生污染严重的渗滤液污染水源,不能采用。

  (2)焚烧处理:利用高温将污泥中的有机物彻底氧化分解,最大程度地达到减量化和无害化,但污泥在焚烧过程中,会产生大量烟气,而且这些烟气中含有多种有毒物质,如氮氧化物、二氧化硫、重金属和二恶英等,会造成二次污染。这种处理方式也不能采用。

  (3)好氧发酵处理:利用微生物的作用,将不稳定的有机物降解和转化成较为稳定的有机物质,并使挥发性物质含量降低,减少臭气,使污泥物理性状明显改善,并便于贮存、运输和使用,还可杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽。同时好氧发酵产生的腐殖物质还能改良土壤。但使用该方法时必须考虑致病微生物、重金属物质和活性有机物等三方面的安全性问题。

  (4)污泥热水解干化一体化新工艺:污泥热水解工艺与热力干化工艺相比,安全无粉尘,不会引起爆炸;没有干化尾气排放,并减少外排污水量;通过热水解,改变固相物的持水结构,24 h内靠自然风干,即可将污泥含水率降低到20%以下;由于热水解工艺是在密闭的反应器中进行,能迅速完成除臭杀菌过程,后续处理不污染环境和产生异味;没有燃烧过程,避免了二恶英的产生,有利于环保。由于系统较复杂,投资成本较高,较少采用。
循环流化床锅炉节能技术论文

  (5)在循环流化床锅炉上采用煤泥伴生物污泥进行沸腾燃烧供热技术:正在研发的项目,已获初步成效,开发了污泥的新用途,是一项变废为宝、以废治废、节能减排的有效手段。

2.2 煤泥的基本特征

  煤泥是选煤过程的副产品,与煤一样,也有发热量,只是由于煤泥的高水分、高粘度、高持水性和低热值等缺点,很难实现工业化应用,所以被电力部门和用煤单位拒之门外。由于煤泥的特性,其堆放、储存和运输比较困难,堆存时形态极不稳定,水分蒸发风干后,造成煤粉飞扬,不仅浪费资源,还严重污染环境。

  目前我国煤炭产量居世界首位,随着煤炭产量的上涨,煤泥产量也快速上升,煤泥的综合利用已成为我国煤炭工业亟需解决的主要问题。当前,煤泥以民用就地销售为主,大部分是卖给煤矿周围的居民做煤球、煤饼,另外还有许多弃置于煤矿。在这种背景下,展阳公司研发的将煤泥伴生物污泥在循环流化床锅炉中燃烧供热的技术可谓一举两得,既开发了煤泥的新用途,又解决了污泥的综合利用难题,是变废为宝、以废治废的环保技术。

  2.3 循环流化床锅炉的工作原理、优点和问题

  燃料粒子经与气体接触而转变为类似流体状态的过程称为流化过程。流化床锅炉的燃烧原理是沸腾燃烧,燃料由给料口喷入流化床锅炉的炉膛,并呈燃料粒子状进行燃烧。循环流化床锅炉与传统流化床锅炉的主要区别(燃烧原理)则在于炉内流化速度较高,被烟气大量携带出炉膛的细小颗粒(床料或未燃烧尽的燃料颗粒)经炉膛出口的高温分离器分离后重新输回炉内燃烧。中国供热信息网了解到典型的循环流化床锅炉,其燃烧系统的炉膛不分沸腾段和悬浮段,出口直接与分离器相接,来自炉膛的高温气经分离器净化后进入对流管束,而被分离下来的飞灰经返料机构再送回炉内,与新添加的燃料一起继续燃烧后,再次被烟气携带出炉膛,如此往复不断“循环”,来实现循环流化床燃烧。另外调节循环灰量、给料量和风量,即可实现锅炉负荷调节。燃尽的灰渣则从炉膛下排渣口经冷却后排入灰渣收集处理系统。

据笔者统计归纳,循环流化床锅炉具有以下七大优点:

  (1)燃料适应性广:从燃烧实践分析,可燃烧各类煤和各种液体燃料,

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