污泥混烧:短期看双赢 长期看效果堪忧 提问 发帖 回复
引用了中国水网上面的一篇文章(http://news.h2o-china.com/html/2010/10/481287047601_1.shtml),大家发表一下看法。 在学校时老师好像一直在说焚烧的好处,现在却发现有越来越多的问题,特别是空气污染的问题。 污泥混烧:短期看双赢 长期看效果堪忧 时间:2010-10-14 17:07 来源:中国水网 作者:周芸 评论:8条 编者按:近期有新闻报道“污水处理厂污泥掺烧处置将在镇江全市推广”,报道说镇江市日产污泥180吨,计划将污泥按一定的比例,掺入到发电燃煤中,计划全市将推广污泥掺烧的处理处置方式,那么污泥掺烧技术如何呢?在国内外是否有应用?短期看是做到了环境效益、经济效益的双赢局面,那么长期看效果如何呢?   伴随着“十一五”期间我国污水处理厂建设的数量,污水处理总量的节节攀升,污水处理厂产生的固体废弃物—污泥已经成为令各地方排水公司、污水处理厂,甚至是地方政府疼痛且非常难解决的棘手问题。目前我国污泥年产量达532万吨干重,折合含水率80%的湿污泥为2662万吨,预计到2010年底,全国污泥年产量最高将达570万吨干重,折合含水率80%的湿污泥为2850万吨。   令各地方政府主管部门头疼的不仅是庞大增长的污泥量,更重要的是污泥处理处置的方法,厌氧消化?好氧堆肥?填埋?干化焚烧?由于国家在技术选择层面没有给出相对详细的政策指导和标准法规,加之近年间各种技术的研发以及引进层出不穷,更是让主管单位无从选择。污泥处理处置项目基本上是政府出资建设、运行,资金投入的压力,使得各地方政府在污泥处理处置技术选择的时候也更倾向于选择经济效益、环境效益双赢的项目。   污泥掺入燃煤中是污泥混烧的一种形式,另一种是与垃圾一起混烧。表面上看,这种污泥混烧的方式似乎既节约了燃煤,又与垃圾等固废一起处理产生具有经济效益的电力资源,不仅可以通过排水收费和国家的一些优惠政策得到利润,而且减少了二氧化碳的排放量,应该是一种经济效益、环境效益双赢的局面。那么这种混烧的方式在国际上和我国其它地方应用效果又如何呢?并不见得是双赢的。 国外及我国污泥混烧的应用现状   深圳盐田垃圾焚烧厂曾做过污泥与垃圾混烧生产性试验,主要用于焚烧盐田污水处理厂产生的污泥。污泥添加率10%,污泥含水率80%,采用炉排炉的形式,由于是试验用焚烧炉,时有故障发生,污泥无法连续投加,造成喷嘴堵塞,不能正常运行,目前未再进行研究和开发。 在过去的十年中,有些国家火力发电厂污泥混烧已逐渐成为重要的污泥处理处置方式。不论是稳定还是未经稳定处理的污泥都可以进行混烧处置。目前国内外污泥煤粉混烧的几种主流工艺有循环流化床、旋风炉、煤粉炉三种。做的最好的是德国,目前德国26家燃煤发电厂每年可燃烧66万吨污泥。   中国常州广源热电有限公司采用污泥与煤混烧发电,该工程总投资1250万元,装备有3台75t蒸汽/h的循环流化床锅炉,处理常州污水处理厂每天180-225吨含水率85%的污泥,每吨污泥的处理成本为106元人民币。中国浙江富阳市污泥混烧发电厂,有两条75t/h的循环流化床燃煤锅炉生产线,污泥添加率约为24%。中国南京协鑫污泥掺烧发电有限公司每天掺烧生活污泥220吨,污泥脱水后通过管道被送入循环流化床锅炉,和煤泥混烧,每月污泥掺烧量约为6500万吨,南京市生活污水处理厂的近60%的污泥都集中在这里焚烧。 我国污泥混烧的技术担忧 高添加率、高含水率 热平衡和热效率仍待研究   80%含水率的污泥对发电的热贡献率很低,污泥含水率越高,热值越低,热贡献率越小。目前我国大部分污泥含水率约82%-85%,因此污泥的热值利用率极低。而德国大规模的电厂污泥添加率为5%-10%,德国某两座电厂污泥添加率约30%、含水率70%;而我国的添加率多为20%-30%、含水率在82%-85%,在热平衡和提高热效率方面值得进一步研究和探讨。 锅炉热效率极低 补煤量大幅度增加   电厂流化床锅炉的过剩空气系数一般为1.15-1.25,烟气中氧含量<4%,而我国生活垃圾焚烧标准要求氧气含量为6-12%,欧盟和美国的标准规定为11%。因此,导致烟气排量大,热损失大,锅炉热效率降低。虽然混烧少量污泥确实有一定的经济可行性,但当锅炉综合热效率降低4.5-5.1%时,增加少量燃煤可以弥补锅炉的热损失,而综合热效率降低10%以上时,补煤量将大幅度增加。 烟气排放量大 需提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况   污泥是一种污染物,要满足标准所规定的热氧化环境,必须选择更大的过剩空气系数,从而造成烟气量越大。一般当非混烧工况烟气量为100%时,混烧工况的烟气量约为160%,增大了排烟系统设施能力,如二次风机装机容量,或者由于提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况。 排烟温度升高 对环境热污染和节能不利   由于混烧时添加的污泥量大、含水率高,污泥中的水分以蒸汽形式进入烟气。湿度增加,一次风低温段易结露,为避免金属腐蚀,需要提高排烟温度或更换材质。非混烧的流化床锅炉排烟温度为145.6摄氏度,混烧的流化床锅炉排烟温度为166.3摄氏度,升高了21摄氏度,对环境热污染和节能不利。 烟气中污染物浓度监管稀释后排放 监管标准缺失   由于烟气量大幅度增加,烟气中污染物被稀释,浓度降低,远低于非混烧烟气污染物的实际浓度,无法严格控制排入大气的污染物浓度。由于污泥中氮、氯比煤中浓度高,焚烧烟气中易产生较多的氮氧化物和HCL。近年来,欧盟及美国对排入大气中的汞污染物加强了监测和管理,并要求设置在线监测仪表,我国混烧烟气中汞的浓度尚无相关标准及监测手段。另外,我国尚无污泥混烧烟气排放标准和技术政策,目前参照生活垃圾焚烧和火力发电厂相关的尾气排放标准执行,潜在很大问题。 锅炉磨损影响寿命   污泥含沙量大,对炉内设施产生磨损,影响锅炉的寿命。烟气流速大,磨损与烟气流速的3.6次方成正比,对烟气系统造成磨损,需对锅炉内部相关部件作防磨处理。另外,由于烟气流量增大,烟气上升速度加快,燃烧颗粒炉内停留时间缩短,可能产生停留时间<2S的工况,不符合避免二噁英产生的基本条件。   目前,我国污泥处理处置正需要大规模进行以保证水污染控制效果。但是作为主流技术的污泥厌氧消化尚没有大规模应用。有观点认为,利用电厂循环流化床锅炉混烧一定比例的城市污水厂污泥是比较经济可行的。但根据以上分析,还有很多问题需要研究解决,特别是烟气污染物排放标准和工程技术经济指标等问题。 [
引用了中国水网上面的一篇文章(http://news.h2o-china.com/html/2010/10/481287047601_1.shtml),大家发表一下看法。 在学校时老师好像一直在说焚烧的好处,现在却发现有越来越多的问题,特别是空气污染的问题。 污泥混烧:短期看双赢 长期看效果堪忧 时间:2010-10-14 17:07 来源:中国水网 作者:周芸 评论:8条 编者按:近期有新闻报道“污水处理厂污泥掺烧处置将在镇江全市推广”,报道说镇江市日产污泥180吨,计划将污泥按一定的比例,掺入到发电燃煤中,计划全市将推广污泥掺烧的处理处置方式,那么污泥掺烧技术如何呢?在国内外是否有应用?短期看是做到了环境效益、经济效益的双赢局面,那么长期看效果如何呢?   伴随着“十一五”期间我国污水处理厂建设的数量,污水处理总量的节节攀升,污水处理厂产生的固体废弃物—污泥已经成为令各地方排水公司、污水处理厂,甚至是地方政府疼痛且非常难解决的棘手问题。目前我国污泥年产量达532万吨干重,折合含水率80%的湿污泥为2662万吨,预计到2010年底,全国污泥年产量最高将达570万吨干重,折合含水率80%的湿污泥为2850万吨。   令各地方政府主管部门头疼的不仅是庞大增长的污泥量,更重要的是污泥处理处置的方法,厌氧消化?好氧堆肥?填埋?干化焚烧?由于国家在技术选择层面没有给出相对详细的政策指导和标准法规,加之近年间各种技术的研发以及引进层出不穷,更是让主管单位无从选择。污泥处理处置项目基本上是政府出资建设、运行,资金投入的压力,使得各地方政府在污泥处理处置技术选择的时候也更倾向于选择经济效益、环境效益双赢的项目。   污泥掺入燃煤中是污泥混烧的一种形式,另一种是与垃圾一起混烧。表面上看,这种污泥混烧的方式似乎既节约了燃煤,又与垃圾等固废一起处理产生具有经济效益的电力资源,不仅可以通过排水收费和国家的一些优惠政策得到利润,而且减少了二氧化碳的排放量,应该是一种经济效益、环境效益双赢的局面。那么这种混烧的方式在国际上和我国其它地方应用效果又如何呢?并不见得是双赢的。 国外及我国污泥混烧的应用现状   深圳盐田垃圾焚烧厂曾做过污泥与垃圾混烧生产性试验,主要用于焚烧盐田污水处理厂产生的污泥。污泥添加率10%,污泥含水率80%,采用炉排炉的形式,由于是试验用焚烧炉,时有故障发生,污泥无法连续投加,造成喷嘴堵塞,不能正常运行,目前未再进行研究和开发。 在过去的十年中,有些国家火力发电厂污泥混烧已逐渐成为重要的污泥处理处置方式。不论是稳定还是未经稳定处理的污泥都可以进行混烧处置。目前国内外污泥煤粉混烧的几种主流工艺有循环流化床、旋风炉、煤粉炉三种。做的最好的是德国,目前德国26家燃煤发电厂每年可燃烧66万吨污泥。   中国常州广源热电有限公司采用污泥与煤混烧发电,该工程总投资1250万元,装备有3台75t蒸汽/h的循环流化床锅炉,处理常州污水处理厂每天180-225吨含水率85%的污泥,每吨污泥的处理成本为106元人民币。中国浙江富阳市污泥混烧发电厂,有两条75t/h的循环流化床燃煤锅炉生产线,污泥添加率约为24%。中国南京协鑫污泥掺烧发电有限公司每天掺烧生活污泥220吨,污泥脱水后通过管道被送入循环流化床锅炉,和煤泥混烧,每月污泥掺烧量约为6500万吨,南京市生活污水处理厂的近60%的污泥都集中在这里焚烧。 我国污泥混烧的技术担忧 高添加率、高含水率 热平衡和热效率仍待研究   80%含水率的污泥对发电的热贡献率很低,污泥含水率越高,热值越低,热贡献率越小。目前我国大部分污泥含水率约82%-85%,因此污泥的热值利用率极低。而德国大规模的电厂污泥添加率为5%-10%,德国某两座电厂污泥添加率约30%、含水率70%;而我国的添加率多为20%-30%、含水率在82%-85%,在热平衡和提高热效率方面值得进一步研究和探讨。 锅炉热效率极低 补煤量大幅度增加   电厂流化床锅炉的过剩空气系数一般为1.15-1.25,烟气中氧含量<4%,而我国生活垃圾焚烧标准要求氧气含量为6-12%,欧盟和美国的标准规定为11%。因此,导致烟气排量大,热损失大,锅炉热效率降低。虽然混烧少量污泥确实有一定的经济可行性,但当锅炉综合热效率降低4.5-5.1%时,增加少量燃煤可以弥补锅炉的热损失,而综合热效率降低10%以上时,补煤量将大幅度增加。 烟气排放量大 需提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况   污泥是一种污染物,要满足标准所规定的热氧化环境,必须选择更大的过剩空气系数,从而造成烟气量越大。一般当非混烧工况烟气量为100%时,混烧工况的烟气量约为160%,增大了排烟系统设施能力,如二次风机装机容量,或者由于提高排烟速度而影响了锅炉的燃烧工况。 排烟温度升高 对环境热污染和节能不利   由于混烧时添加的污泥量大、含水率高,污泥中的水分以蒸汽形式进入烟气。湿度增加,一次风低温段易结露,为避免金属腐蚀,需要提高排烟温度或更换材质。非混烧的流化床锅炉排烟温度为145.6摄氏度,混烧的流化床锅炉排烟温度为166.3摄氏度,升高了21摄氏度,对环境热污染和节能不利。 烟气中污染物浓度监管稀释后排放 监管标准缺失   由于烟气量大幅度增加,烟气中污染物被稀释,浓度降低,远低于非混烧烟气污染物的实际浓度,无法严格控制排入大气的污染物浓度。由于污泥中氮、氯比煤中浓度高,焚烧烟气中易产生较多的氮氧化物和HCL。近年来,欧盟及美国对排入大气中的汞污染物加强了监测和管理,并要求设置在线监测仪表,我国混烧烟气中汞的浓度尚无相关标准及监测手段。另外,我国尚无污泥混烧烟气排放标准和技术政策,目前参照生活垃圾焚烧和火力发电厂相关的尾气排放标准执行,潜在很大问题。 锅炉磨损影响寿命   污泥含沙量大,对炉内设施产生磨损,影响锅炉的寿命。烟气流速大,磨损与烟气流速的3.6次方成正比,对烟气系统造成磨损,需对锅炉内部相关部件作防磨处理。另外,由于烟气流量增大,烟气上升速度加快,燃烧颗粒炉内停留时间缩短,可能产生停留时间<2S的工况,不符合避免二噁英产生的基本条件。   目前,我国污泥处理处置正需要大规模进行以保证水污染控制效果。但是作为主流技术的污泥厌氧消化尚没有大规模应用。有观点认为,利用电厂循环流化床锅炉混烧一定比例的城市污水厂污泥是比较经济可行的。但根据以上分析,还有很多问题需要研究解决,特别是烟气污染物排放标准和工程技术经济指标等问题。 [ 本帖最后由 zyz0501 于 2010-10-21 08:11 编辑 ]
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  1. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:21:51 22楼
    湿污泥堆放及上料
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  2. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:23:36 23楼
    污泥干燥装置
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  3. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:27:23 24楼
    污泥焚烧炉(采用改进型流化焚烧炉)
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  4. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:33:21 25楼
    干燥后含水率20%左右的干污泥,不添加任何辅助燃料,直接进入污泥专用焚烧炉焚烧。
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  5. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:43:47 26楼
    2010年10月20日有无锡市技术科技局组织的科研成果鉴定
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  6. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 22:53:25 27楼
    项目名称:江苏省无锡市前州镇谢村水务有限公司 污泥量:设计30T/D湿污泥,实际运行25T/D湿污泥(含水率80%左右) 运行时间:一年左右 以下为工艺流程图: [ 本帖最后由 zyz0501 于 2010-10-26 11:10 编辑 ]
    1. 污泥干化焚烧装置流程.pdf
      文件大小91.0 KB 下载次数31
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  7. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 23:07:55 28楼
    如何解决污泥的处理出路,已成为我国城市发展过程中亟待解决的重大环境问题。无锡爱姆迪环保科技有限公司和东南大学自2009年7月开始合作,意在研发出拥有自主知识产权的高效节能的城市污泥焚烧关键技术和装备。首先进行了污泥干燥动力学和燃料特性机理性研究,其次在自制的每小时处理干污泥8kg的流化床焚烧炉上进行了实验室研究,此项研究成果为后续工业化装置放大设计提供了可靠的依据。在大量工艺比较和实验室研究的基础上,提出了污泥双级干燥分级焚烧联合处理技术,并在无锡市惠山区前洲镇谢村水务有限公司内建成了日处理量30t污泥双级干燥分级焚烧联合处理技术的示范工程,研究了关键设备的结构参数和系统操作参数,获得了最佳工艺条件。 本技术系统流程为:机械脱水后的湿污泥经过第一级造粒机后形成条状湿污泥,条状湿污泥在第一级带式干燥机内进行预脱水。预脱水后的污泥经过第二级造粒机后形成颗粒状污泥。颗粒状污泥进入第二级带式干燥机,与热空气多次接触,发生翻动、流化,实现深度脱水,达到污泥烘干的目的。干燥后的污泥通过螺旋加料器加入鼓泡流化床焚烧炉。焚烧炉炉膛下部布置第二级空预器,上部布置水冷壁,炉膛下方布置风室和布风板。炉膛出口烟气依次经过过热器、第一级空预器、旋风除尘器后,分成两路分别送入第一级带式干燥机和第二级带式干燥机。鼓风机出来的空气经过第一级空预器加热后分成二路:一路热空气进入第二级空预器后作为焚烧炉一次风,一次风经过风室和布风板进入焚烧炉;一路热空气作为二次风从焚烧炉中部切向进入焚烧炉。第二级带式干燥机出来的烟气经过旋风除尘器后,与从第一级带式干燥机出来的烟气混合,混合烟气依次经过引风机、第一级喷淋塔、第二级喷淋塔后,由烟囱排空。 本技术达到如下技术性能指标: (1)当湿污泥低位发热量大于334 kJ/kg时,系统能够实现能量自平衡,不需要添加辅助燃料; (2)干燥机入口烟气温度165℃左右,出口烟气温度80℃左右,热利用效率大于50%;焚烧炉密相区温度720℃左右,稀相区温度900℃左右,燃烧效率大于95%; (3)投资成本12万元/吨湿污泥,运行成本150元/吨湿污泥,远低于目前国内外同类产品; (4)能够长期可靠稳定运行,污泥种类适用性强,能量利用效率高,整个系统酸性气体、重金属、恶臭、二噁英等污染物排放浓度低,满足国家排放标准。 与国内外同类技术相比,本技术具有如下特点: (1)采用流化床焚烧炉,具有燃烧稳定,炉内温度场均匀、热效率高、传热传质高、无机械传动部件、操作可靠、建造费用低等诸多优点,特别适合粉状类劣质燃料燃烧。以煤为辅助燃料,一方面与燃油相比,降低运行成本;另一方面拓宽系统对湿污泥的适用性。 (2)为了控制焚烧炉密相区温度,防止干污泥在密相区内爆燃,本技术采取了两个措施:①在密相区内布置受热面,利用受热面高传热特性,将干污泥在密相区内焚烧产生的热量快速高效带走;②实行分级供给空气,焚烧炉密相区为还原区,稀相区为氧化区,控制密相区一次风量,减少干污泥在密相区内燃烧份额。同时焚烧炉密相区内拥有大量的惰性床料,加入到焚烧炉的污泥能瞬间分散均匀,不会产生急冷或急热现象。从而即使一次投入较多量的高挥发分污泥时,也不会引起爆炸的危险,焚烧系统安全可靠。 (3)采用低流化风速焚烧炉,炉膛截面流速1.5-3 m/s,在保证必要气体停留时间的条件下,可有效的降低焚烧炉高度,减少设备投资成本。降低截面流速会减轻密相区颗粒对受热面磨损,延长炉膛使用寿命。同时降低截面流速还会减少烟气携带的飞灰量, 减轻旋风分离器的工作负荷和尾部磨损,使更多的颗粒处于密相区。 (4)采用带式预干燥+带式流化深度干燥方式,可避免采用湿污泥与干污泥返混工艺,系统可靠度高。采用低温干燥湿污泥方式,干燥过程不易产生臭气和其它不凝结性气体。整个系统无臭气或有毒气体排放。 (5)采用第一级空预器和第二级空预器串联形式,空气预热至650℃左右后送至焚烧炉,极大的提高了焚烧炉运行的稳定性,减少了辅助燃料的使用量。第二级空预器设置在炉膛内,降低了高温对炉膛材质的要求。整个系统对污泥适用性强,安全可靠,能长期稳定运行。 (6)最大限度利用污泥焚烧后产生的热量,实现热量梯级利用,从而达到降低系统能耗、提高热量利用率的目的。 (7)整个系统酸性气体、重金属、恶臭、二噁英等污染物排放浓度低。
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  8. 亮慧机械
    亮慧机械 2010年10月25日 23:17:59 29楼
    这是个实实在在的污泥先干燥后焚烧运行的项目,最好的理论也需要实践来验证。也欢迎更多的公司将运行的项目拿出来曝曝光,便于大家学习、研究。 我会逐步将技术设计计算资料上传,请多提宝贵建议。 您如果需要详细资料,也可直接与我联系。 64615840@163.com
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  9. zyz0501
    zyz0501 2010年10月26日 11:09:15 30楼
    看着不错,本人对此没什么研究,请tratto_tutto评定下。
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  10. tratto_tutto
    tratto_tutto 2010年10月26日 12:15:48 31楼
    亮慧机械网友贴上来的不过是个流程图,仍然不是物料平衡图和热平衡图。没有这两个图,无法验证你前面在能耗方面的宣传是否属实。 从流程看,与目前国外所有污泥“干化+焚烧”的布置相反,与浙江环兴在萧山搞的那套“喷雾干燥+转鼓焚烧”或“喷雾干燥+流化床焚烧”类似,属于“焚烧+干化”倒置型。 以焚烧烟气的流向来考虑,国外焚烧的烟气均进行间接换热,将间接换热的热量给干化,而焚烧烟气直接处理后排放。这样做的目的在于要保证焚烧的独立性,烟气处理的完整性,以满足最严格的环保要求。国内的这两家则相反,为了追求便宜(减少设备、降低能耗),将烟气直接用于干化,然后对干化后的烟气进行洗涤、除臭。 后者的做法在环境法规方面是否存在问题尚未查考,但这种做法最直接的问题是焚烧及其烟气处理系统不再是独立的了,牵一发而动全身,焚烧过程受到后端干化的影响,在温度控制、废气达标等方面都增加了难度。本人曾参观过萧山项目,当时烟囱黑烟滚滚,焚烧炉内温度才500多度。 国人的创造性无可厚非,但如果国外无人这么做,并不说明他们就不知道还有这种巧妙的节能、节约投资的方法。我想这其实是一个监管的问题。 这种导致的工艺流程会导致废烟气量大幅度上升。如果说焚烧1公斤干化污泥需要10立方米空气的话,考虑到带式干化所需的空气量,需要进行高规格污染性烟气处理的量恐怕要上升5~10倍。试想,如果我们仍坚持采用同样的环境标准,比如二噁英,稀释5~10倍的结果,就是“现有测试手段测不出来,环境排放总量丝毫没有减少”的结果了。这种情况下侈谈所谓“排放低于国家排放标准”,对周边的老百姓就显得太不厚道了吧?
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