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污泥干化焚烧工艺彻底解决污泥污染问题
发布时间:2014-02-03 14:54:16                            点击次数:1225 次
随着我国国民经济的发展,工业废水,生活污水的排放量日益增加,为了保护生态环境,保护人民的身体健康,提高水环境质量,污水必须经过净化处理达标后才能排放。污水在处理过程中,会产生一定数量的有机污泥,这些废弃物含水率高,有机物含量高,容易腐烂发臭,如果得不到有效处置,会严重影响当地环境质量,造成二次污染。
采用不同的脱水工艺其脱水污泥的含水率是不同的,大致范围是65 %~85 %。对于后续干化焚烧处理工艺,脱水污泥的含水率直接影响到后续处理构筑物的规模以及干化焚烧的热量平衡,理论上越低越好,但是机械脱水程度越高,设备投资会增加,加药量也会增加,处理成本随之提高,因此合理选择设计含水率很重要。
同时,污泥干化焚烧特性与煤又有一定的差异,它有较低的分解温度、起燃温度和燃尽温度,燃烧完全所需的时间也较少。产生这种差别的主要原因是由于它们具有不同的组成和结构,污泥主要由低级的有机物组成,如氨基酸、腐殖酸、细菌及其代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等,其结构比较简单,并且已经过二级生物氧化,受到不同程度的分解破坏,易于高温分解,而煤主要由多环芳烃网状物组成,结构致密,含碳量高,受高温不易分解,分解所需时间长。
此外,污泥中SO2,NOx 的释放温度均低于煤。一般地,污泥中的硫以有机硫的形式存在(80 %以上),硫铁矿硫及硫酸盐硫含量很少,而煤中的有机硫含量较低,硫铁矿硫及硫酸盐硫占多数,有机硫在高温下易于分解、挥发,而硫铁矿硫结合较牢固,分解需要一个过程,因此污泥易于释放SO2 。试验表明,在含硫量相同的条件下,污泥释放的SO2 比煤高出4 倍。类似地,污泥中的氮主要以有机氮的形式存在(蛋白质氮、低级脂肪胺等),有机氮在高温下容易挥发,煤中的氮主要以杂环型氮的形式存在,杂环形氮的分解需要一个过程,这种结构形式的差异决定了氮分解温度的不同。
从以上分析可以看出,干态污泥比煤容易燃烧。但是脱水污泥因含有70 %~80 %水分,燃烧工
况完全不同(脱水污泥的低位发热量仅为2 713~971 kJ / kg),为了使脱水污泥能在锅炉中直接燃烧,一般都需添加适量辅助燃料(煤或油) 稳燃。
理论上脱水污泥含水率在70 %时,可以不加辅助燃料,实现直接燃烧,但是由于污泥中的水分在高温下蒸发(850 ℃以上),会损失大量热能,所以必须通过高效的高温空气预热器回收这些热量,并将助燃空气预热到600 ℃以上。就目前的工程技术水平而言较难实现。采用目前相对较成熟的低温干化工艺,使污泥中水分在较低的温度下蒸发,以较少的热量降低含水率,提高系统的热效率,使整个系统的热量处于平衡状态。
污泥干化焚烧处理工艺主要采用低温干化和高温焚烧二套系统串联运行。通过招标,确定采用流化床干化工艺,可将脱水污泥含水率从70 %左右降至10 %左右(最低可至5 %) 。焚烧采用循环流化床焚烧炉,通过焚烧干化污泥,以导热油(或蒸汽) 形式回收烟气中热量,并将回收的热量用于干化系统。该联合工艺可以达到能量的自平衡。设计时,考虑到污泥参数可能产生波动,我们对系统的整体热能平衡条件进行了反复校核,得到两种最低限度的平衡。
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