污泥焚燒處理技術(shù)及工程實(shí)例(編輯修改稿)
2024-12-02 08:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 爐，而后流化床爐逐漸取代多段豎爐。日前，流化床焚燒爐的市場占有率超過廠 90%，焚燒污泥的含水率在 45%80%之間， 另外，在燃煤 CFB 鍋爐中也在考慮混燒污泥。 在柏林自 1985 年以來運(yùn)行著歐洲最大的活性污泥流化床焚燒爐，其爐格柵面積為 25m2，處理 75%水分的污泥 15t/h。德國 Renkurn/Netherlands 的 Pareno造紙廠流化床鍋爐用于發(fā)電，燃料有四種：廢水污泥， 20200t/a；脫墨污泥，20200t/a；樹皮， 40000t/a；輔助燃料為垃圾球（ refuse pellets），主要由廢紙和木材組成；另外含有 8%的廢料，其灰分含量大約為 11%，鍋爐的最大蒸汽連續(xù)輸出量 22t/h，最大工作壓力 75bar， 蒸汽壓力 50/65bar，蒸汽溫度 470℃，給水溫度 105℃，排放氣體溫度 180℃，灰含量（ max） 30mg/m3。德國HamburgHarburg 技術(shù)大學(xué)建設(shè)的流化床與循環(huán)床試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，主要開展廠流化床和循環(huán)床燃用污泥污染排放特性的比較研究。 1） HSM 污泥焚燒處理廠概況 該廠是德國第一個(gè)使用焚燒工藝來處理污水污泥的水廠。在 1982 年該廠投入使用兩臺(tái)流化床焚燒爐，取代原來兩個(gè)己有 20 年歷史的多段豎爐。這是由于HSM 污水處理廠原來的多段豎爐在運(yùn)行過程中，所排放的煙氣對空氣造成嚴(yán)重污染，無法達(dá)到環(huán)保要求 ；其次它的運(yùn)行還需要大量的熱油和天然氣助燃，從而花費(fèi)巨大；此外，在爐膛內(nèi)部不能保證爐內(nèi)的柵后物質(zhì)和懸浮污泥完全混合一起被燃燒?；谝陨狭觿?，人們決定采用流化床這種新的爐型。該廠污泥焚燒運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示。 字串 4 HSM 污水處理廠污泥焚燒區(qū)主要處理設(shè)備有： 3 臺(tái)污泥干燥機(jī)， 1 臺(tái)廢 氣冷凝器， 1 臺(tái)污泥輸送機(jī)， 1 臺(tái)格柵物質(zhì)處理器， 1 座流化床焚燒爐， 1 座余熱鍋爐（飽和蒸汽壓 9bar）， 1 臺(tái)靜電除塵器， 1 臺(tái)準(zhǔn)干燥煙氣洗滌裝置（ 2 個(gè)洗氣池，1 個(gè)噴射干燥機(jī)， 1 個(gè)靜電除塵器），鋼結(jié)構(gòu)， 100m 高的煙囪等。 2）污泥焚燒工藝流程 HSM 污水處理廠的污泥焚燒工藝由離心機(jī)一干燥機(jī)一流化床焚燒爐一余熱鍋爐一靜電除塵器一灰塵貯房一準(zhǔn)干燥煙氣洗滌裝置一煙囪等幾部分組成。其工藝流程如下圖所示： 流向離心脫水機(jī)的污泥是由約 65%的消化污泥和 35%的剩余污泥所組成，經(jīng)機(jī)械脫水后，污泥含水率降至 75%。在該水廠的污泥焚燒系統(tǒng)中所使用的干燥機(jī)形式為圓盤干燥機(jī)（飽和蒸汽壓為 9bar）污泥經(jīng)過干燥處理后，可達(dá)到 50%55%的含水率。這種組分的污泥在流化床爐中可保證自行燃燒，無需額外添加助燃劑，可大大減少能源的浪費(fèi)。 3）流化床焚燒爐 1982 年投入使用的流化床焚燒爐是該污泥焚燒系統(tǒng)的核心部分。它幾乎無須額外添加燃料和煙氣再焚燒。因此它大大優(yōu)于多段豎爐。煙氣和飛灰在 850℃左右時(shí)在同一個(gè)方向離開焚燒爐，在余熱鍋爐中溫度降至 210℃，在接下來的靜電除塵器 I 中進(jìn)行脫塵，剩余的灰塵含量約為 100mg/m3。經(jīng)過準(zhǔn)干燥煙氣洗滌裝置凈化后的煙氣通過煙囪排放，灰塵被貯存在灰塵貯房中，稍后再利用或者運(yùn)走。流化床焚燒爐結(jié)構(gòu)如下圖所示： 在該焚燒爐的爐膛內(nèi)，有一個(gè)懸浮的焚燒區(qū)。當(dāng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，爐膛內(nèi)有一個(gè)大約 50cm 厚的細(xì)砂床置于噴嘴式氣體分配板之上。在焚燒爐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，熱空氣從爐膛下部通入，并以一定速度通過分配板，從而細(xì)砂床呈“沸騰”狀態(tài)，產(chǎn)生了一個(gè)約 的流化床。污泥從塔側(cè)的投料口投入到流化床上，污泥便急速燃燒。直接位于流化床區(qū)域上的爐區(qū)是二次燃燒區(qū)。該流化床具有的特性是：在焚燒過程中，污泥中有機(jī)物所產(chǎn)生的熱量，可作為污泥 中所含水分蒸發(fā)所需的能量，這樣對于流化床的一次燃燒區(qū)來說，附加燃燒室就不需要了，從而使流化床的溫度比煙氣的出口要低℃。 4）煙氣處理 燃燒過程中過?？諝庀禂?shù)為 ，所產(chǎn)生的煙氣在 850900℃的溫度范圍從爐膛上部排出，進(jìn)入余熱鍋爐（在此所產(chǎn)生的 9bar 的飽和蒸汽用于污泥干燥機(jī)的加熱），同時(shí)煙氣在這里被冷卻到 210℃。該流化床的另一特性是它在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的爐渣非常少，主要是很細(xì)的飛灰，散布在煙氣中，可通過余熱鍋爐后的靜電除塵器來捕集。煙氣中所含有的有害污染物通過噴霧式濕法洗滌去除。在該水廠，共設(shè)有 2 個(gè) 洗氣池，分別采用的是水和 NaOH 溶液進(jìn)行濕法洗滌。 準(zhǔn)干燥煙氣洗滌裝置是由噴射干燥機(jī)、靜電除塵器Ⅱ、兩個(gè)洗氣池所構(gòu)成，它的處理流程如下圖所示。這套裝置是為了進(jìn)一步去除煙氣中尚存的灰塵、重金屬和硫、氯、氟、氮氧化物等有害物質(zhì)，煙塵量可以降低到 l0mg/m3。特別需要指出的是，對于去除煙氣中所含有的金屬汞單質(zhì)和汞離子， HSM 污水廠使用專門的去除方法 — 活性炭氣流吸附法和在堿洗池添加藥劑 TMT15。在靜電除塵器Ⅰ和噴射干燥機(jī)之間的連接管道中，放有一種活性炭（ KOH），目的是為了吸附煙氣中所含有的金屬汞單質(zhì)，大約 每 m3 米煙氣需 300330gKOH。這樣含有汞的顆粒在靜電除塵器Ⅱ中，可以與煙氣完全分離。接著煙氣流入到兩個(gè)洗氣池中，第一個(gè)為水洗池，主要為吸附灰塵和一些硫氧化物、 HCI、 HI 等有害氣體， pH1；第一個(gè)為濃度 33%的 NaOH 洗氣池，主要為去除 SO2 等酸性氣體，同時(shí)必須考慮到汞離子的去除，添加少量的 TMT15，使之與 Hg2 結(jié)合后去除。吸收汞的顆粒和其它剩余物（鹽）最后一起從靜電除塵器Ⅱ中排出，作為特種垃圾被處理。 最終處理后的煙氣以 74℃離開煙氣洗滌過程，經(jīng) 100rn 高的煙囪排入大氣。 5）能量利用 HSM 污水處理廠正在運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)污泥焚燒系統(tǒng)，非常注重能源的經(jīng)濟(jì)性。在保證污泥良好的脫水、干燥和焚燒的前提下，對污泥焚燒流程中各個(gè)處理單元所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行充分的循環(huán)利用。流化床焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣在 850900℃被排出，進(jìn)入余熱鍋爐，在這里被冷卻到 210℃（該溫度是靜電除塵器工作的適宜溫度）， 此時(shí)所產(chǎn)生的 9bar 的飽和蒸汽供給焚燒爐前面的干燥機(jī)使用。
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