印染污泥干化回用于火電廠的技術(shù)研究

李菲菲　陳曉青　宋勇　余莉

摘 要：隨著印染廢水處理量的增大，產(chǎn)生的污泥量也不斷增大，因此，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無害化，鼓勵(lì)回收和利用污泥中的能源和資源成為污泥處置的熱點(diǎn)。本文將污泥與煤混合回用于火電廠，探究了污泥含水率和對灰分、揮發(fā)分和剩余熱值的影響，從而確定最佳的污泥含水率和污泥和煤的混合比例。結(jié)果表明：污泥和煤混合使用于火電廠發(fā)電時(shí)，含水率不宜超過40%，污泥和煤的混合比例不宜超過1：4。

關(guān)鍵詞：污泥焚燒;火電廠;熱值;含水率

1 引言

印染污泥是指污水處理廠在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥。近年來，印染污水處理的發(fā)展增加了污水污泥的數(shù)量，因此，污泥的安全處理處置問題日益突出。目前，國內(nèi)外污泥處理處置技術(shù)主要有衛(wèi)生填埋、園林用土、建材利用、污泥焚燒、污泥堆肥等。中國工業(yè)污泥的主要處理方法為衛(wèi)生填埋。但是，廢水污泥是一種可生物降解材料，如果填埋，會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷排放。此外，填埋占用大量土地，當(dāng)前我國土地資源緊缺。因此，污泥應(yīng)盡可能得到有效的處理和利用途徑。污泥單獨(dú)焚燒時(shí)效果不穩(wěn)定且熱值較低，消耗的輔助能源也較多，所需的前期投資成本和運(yùn)行成本較高，工藝操作繁瑣，焚燒后排放的煙氣中顆粒物濃度也較大，易發(fā)生事故，對工藝運(yùn)行過程的管理要求較高。因此，采用將污泥和煤混合焚燒用于火電廠發(fā)電的處置技術(shù)，既可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，又可以節(jié)省熱電廠煤的使用量，也不用單獨(dú)建設(shè)污泥焚燒爐，節(jié)省投資和運(yùn)行成本。本文將污泥和煤混合回用于火電廠發(fā)電，探索了污泥含水率和污泥和煤混合比例對灰分、揮發(fā)分和剩余熱值的影響。

2 材料與方法

污泥和煤的熱值用氧彈熱量計(jì)測定?；曳趾蛽]發(fā)分采用馬弗爐測定。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同含水率污泥與煤混合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將煤和一定含水率（30%、40%、50%）的污泥按一定比例（1：4）混合均勻后測定其灰分、揮發(fā)分和剩余熱值。

由圖1（左側(cè)）可以看出污泥和煤混合的樣品灰分都低于純煤的灰分，同時(shí)揮發(fā)分大于純煤的揮發(fā)分。這說明污泥和煤混合后殘?jiān)械目扇汲煞衷龆?，燃燒不完全。此外，隨著污泥含水率的增加，混合樣品的揮發(fā)分增加，灰分減小，由此可見污泥含水率越大，污泥和煤進(jìn)行混合后的殘?jiān)械目扇汲煞衷蕉?，燃燒越不完全。因此，污泥含水率越小，混合樣品的焚燒效果越好?/p>

圖1（右側(cè)）可以看出，隨著污泥含水率的增加，污泥和煤進(jìn)行混合后殘?jiān)氖Ｓ酂嶂抵饾u增大。在煤中混入污泥后，其剩余熱值有均高于煤單獨(dú)進(jìn)行焚燒時(shí)的剩余熱值，這說明混入污泥后，樣品的焚燒效果變差，燃燒不完全。而且，隨著污泥含水率的增加，污泥和煤混合樣品的殘?jiān)惺Ｓ酂嶂狄搽S著增加。這進(jìn)一步證明污泥和煤進(jìn)行混合時(shí)，污泥的含水率越低，焚燒效果越好，焚燒效率越高。綜合分析，可以看出污泥在和煤混合后用于火電廠發(fā)電時(shí)，污泥的含水率不宜超過40%。

3.2 不同泥煤比的摻燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將一定含水率（40%）的污泥和煤按一定比例（1：1、1：3、1：4、1：5）混合均勻后測定其灰分、揮發(fā)分和剩余熱值。

由圖2（左側(cè)）可以看出，隨著污泥和煤混合比例的不斷增大，其灰分越小而揮發(fā)分含量越大。而且，混合樣品的灰分含量均低于純煤的灰分，揮發(fā)分均高于純煤的揮發(fā)分。當(dāng)污泥和煤的比例超過1：3時(shí)，灰分降低趨勢比較顯著，同時(shí)揮發(fā)分增加趨勢比較顯著。這說明污泥和煤混合后用于火電廠發(fā)電時(shí)，污泥所占的比例越小，燃燒效果越好。

由圖2（右側(cè)）可以看出，污泥和煤進(jìn)行混合時(shí)，隨著污泥和煤混合比例的不斷增大其剩余熱值也越大，當(dāng)污泥和煤的比例超過1：4時(shí)，污泥的剩余熱值顯著增加。當(dāng)污泥和煤的比例為1：1時(shí)，剩余熱值相當(dāng)大，說明燃燒效率很不理想。從經(jīng)濟(jì)角度來考慮，當(dāng)污泥和煤混合后用于火電廠發(fā)電時(shí)，應(yīng)將經(jīng)濟(jì)污泥和煤的比例確定為1：4。

4 結(jié)論

不同含水率的污泥混合時(shí)，污泥含水率超過40%時(shí)，揮發(fā)分增加幅度較大，同時(shí)灰分、剩余熱值下降幅度增大。不同比例的混合時(shí)，污泥和煤的比例超過1：4時(shí)，灰分下降增大，揮發(fā)分和剩余熱值增加幅度增大。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，污泥和煤摻燒使用于火電廠發(fā)電時(shí)，含水率不宜超過40%，污泥和煤的比例不宜超過1：4。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛永明.熱電廠污泥干化焚燒綜合利用分析[J].能源研究與利用，2013（06）：40-42.

[2]戎淑群，洪禹.污泥干化協(xié)同焚燒技術(shù)在燃煤電廠應(yīng)用的探討[J].能源與環(huán)境，2014（05）：75-77.

[3]孫明華.城市污泥“兩段式”干化及協(xié)同焚燒研究[D].清華大學(xué)，2015.

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，水資源高效開發(fā)利用專項(xiàng)【2016YFC0400507】

通訊作者：余莉