循環(huán)流化床鍋爐摻燒濕污泥的應(yīng)用

李魯濤

（煙臺恒邦化工有限公司，山東 煙臺 264100）

1 概述

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，城市污水和工業(yè)污水處理工程項目發(fā)展迅速，污水在處理過程中會產(chǎn)生大量污泥，污泥的最終安全處置成為全國性的一項重大環(huán)保難題。污泥的處理處置應(yīng)該以“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”為最終目的，在此原則下應(yīng)選擇經(jīng)濟性較好的技術(shù)。目前污泥的處理方法主要有填埋、用于農(nóng)田肥和焚燒等。隨著環(huán)保標準的提高和回收利用等政策的實施，污泥填埋會侵占大量土地，且處理費用較高，填埋法已不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。污泥作為農(nóng)田肥是一種較好的出路，但污泥中的重金屬和有機污染物將會使該應(yīng)用受到一定的限制。污泥焚燒處理具有其它處理方法不具備的一些優(yōu)點：污泥焚燒減容量大；有機物熱分解徹底等，尤其適合與熱電廠鍋爐機組聯(lián)合使用。本文介紹了煙臺某化工有限公司的熱電循環(huán)流化床鍋爐直接摻燒濕污泥方案的可行性、工藝流程、摻燒工況及成本效益分析等，為污泥處置方法提供了參考。

2 循環(huán)流化床鍋爐摻燒濕污泥的實施

2.1 污泥焚燒方案的可行性

污泥自持燃燒最高含水率為67.7%，含水率高于67.7%時需在燃煤輔助條件下燃燒。而污泥經(jīng)機械脫水后的含水率在80%左右，直接焚燒需使用輔助燃料。由于爐膛溫度高于900℃，污泥的干燥和燃燒過程均能使有機質(zhì)充分去除，并能有效抑制二英及惡臭的產(chǎn)生，排放廢氣可利用現(xiàn)有的鍋爐超低排放處理系統(tǒng)，減少二次投資，泥灰可隨灰渣一起外運綜合利用。污泥中的水分是影響污泥熱值的重要因素，當脫水污泥直接進入循環(huán)流化床鍋爐焚燒時，污泥的水分以氣化潛熱的形式帶走燃料中的熱量，剩余的熱量被污泥焚燒利用，導致爐膛的溫度和煙氣溫度下降，降低鍋爐的整體焚燒效率。另一方面，煙氣溫度太高有利于二英及惡臭的分解，但會使空氣中的氮氣氧化，產(chǎn)生過多的氮氧化物，因而控制煙氣溫度在900℃十分重要。

綜上所述，污泥采用熱電廠循環(huán)流化床鍋爐處理是可行的，并能利用其控制系統(tǒng)，實現(xiàn)燃燒過程的有效控制。

2.2 循環(huán)流化床鍋爐摻燒濕污泥的工藝流程

煙臺某化工公司的燃燒設(shè)備為1臺75t/h+2臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐，煙氣處理采用氨法脫硫、布袋除塵+高分子高效除塵、低氮燃燒+SNCR脫硝，各項煙氣排放濃度指標均符合環(huán)保要求，達到地區(qū)要求的超低排放標準（SO2≤35mg/Nm3、顆粒物≤10mg/Nm3、NOx≤100mg/Nm3），總量控制也達到排放要求。

項目選址在煙臺某化工公司廠內(nèi)，具體地點選擇應(yīng)根據(jù)工藝要求，并以離3臺鍋爐最短距離為原則。脫水污泥由輸送車輛卸入污泥儲存?zhèn)}，再由設(shè)在倉底的預壓螺旋喂入膏體泵中，膏體泵將污泥以高壓輸送方式泵出，經(jīng)高壓低摩阻復合管、爐前切換裝置后，直接從鍋爐爐膛頂部進入鍋爐爐膛進行焚燒。污泥儲存?zhèn)}設(shè)有液壓滑架，防止污泥板結(jié)、起拱，保證順暢出料；配套高壓水沖洗系統(tǒng)，在系統(tǒng)停用時間較長時進行管道清洗，將管道內(nèi)的污泥用高壓水頂回污泥倉。在整套系統(tǒng)中，各設(shè)備的運行調(diào)節(jié)均可實現(xiàn)就地和遠程控制。工藝流程見下圖。

污泥處置工藝流程

2.3 系統(tǒng)參數(shù)

1）污泥輸送量10t/h；2）污泥的含水率80%～85%，發(fā)熱量900～1000kcal/kg；3）焚燒鍋爐數(shù)量為1臺75t+2臺35t循環(huán)流化床鍋爐；4）輸送距離水平方向260m，垂直方向約30m。工程項目總投資300萬元，建設(shè)周期為4個月。

2.4 運行情況

該污泥處置工程采用“直接焚燒”工藝，對高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐進行適當改造，爐膛頂部增加讓彎開孔接上鍋爐接口器連接污泥管道，增加摻燒污泥的功能，把污泥送入900℃以上的鍋爐爐膛內(nèi)，利用循環(huán)流化床燃燒的特性，在爐內(nèi)連續(xù)完成干燥、焚燒過程。使高含水率污泥得到徹底焚燒。75t/h循環(huán)流化床鍋爐平均運行負荷61t/h時，平均消耗原煤12t/h，經(jīng)過試驗，最多摻燒污泥量為4t/h，摻燒比最高達30%。一般運行摻燒比控制在20%左右，約2.5t/h。在此運行工況下，循環(huán)流化床床溫及鍋爐負壓基本沒有變化，對鍋爐運行影響不大。污泥焚燒產(chǎn)物（泥灰）體積僅有原來的2%～5%，隨灰渣一起外運，經(jīng)過理化試驗，鍋爐的灰渣指標沒有變化，可作為水泥廠和磚廠原料進行綜合利用。鍋爐煙氣排放指標與原來基本沒有變化，經(jīng)氨法脫硫、布袋除塵+高分子高效除塵、低氮燃燒+SNCR脫硝后尾氣達到超低排放標準。排放指標見下表。

排放煙氣指標對比表（月平均數(shù)）

2.5 成本和效益分析

成本估算按2萬t/a污泥處理量計。

（1）折舊費：按15年折舊，總投資300萬元（設(shè)備投資200萬元；土建投資75萬元；鍋爐改造及其它費用25萬元），折舊費為20萬/a。

（2）人工費：整條生產(chǎn)線未增加專門人員進行操作，由原鍋爐副司爐崗位兼職，不增加人工費。

（3）維修費：按4萬/a計。

（4）電費：污泥輸送系統(tǒng)電耗按30kW計，年耗電量為24萬kW·h，按0.7元/kW·h計算，增加電費16.8萬元/a。

（5）根據(jù)運行情況統(tǒng)計，鍋爐平均處理每摻燒1t濕污泥多耗原煤166kg（4000kcal/kg），煤按540元/t計算，年增加費用2萬×0.166×540=179.28萬元/a。

根據(jù)計算，處理每噸濕污泥的成本為（20+4+16.8+179.28）/2=110.04元。若污泥（含水率80%）處理收費按200元/t計，年利潤為（200-110.04）×2=179.92萬元。約2年時間即可收回投資成本，經(jīng)濟效益明顯。

3 結(jié)論

熱電廠循環(huán)流化床鍋爐采用摻燒污泥的方式，環(huán)境效益和經(jīng)濟效益明顯，符合我國大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的方針，也符合廢物的“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”的處理原則，由于其一次性投資不多、運行費用低、技術(shù)簡單成熟、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，對污泥量相對較少的區(qū)域較為適用，是實現(xiàn)少量污泥資源化利用的最佳途徑。