自平衡循環(huán)流化床污泥焚燒工藝
來源：北京中科通用能源環(huán)保有限責(zé)任公司 閱讀：3822 更新時(shí)間：2010-08-16 14:25一、 污泥的特性
1、 污泥的來源
污泥來源于污水。隨著我國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展，民用和工業(yè)用水量越來越大。原水被使用后就以污水的形式排出。在污水凈化過程中，水變干凈了，“臟東西”聚合成污泥。在水處理工程中，污泥來源于柵渣、浮渣、沉砂池沉渣、初沉污泥、二沉污泥。其中來源于柵渣、浮渣、沉砂池沉渣的污泥量少且易處理；而初沉污泥、二沉污泥量大難處理，是污泥處理處置的主要對象。
2、 污泥的性質(zhì)
污泥由有機(jī)物、細(xì)菌、無機(jī)物和膠體等組成，其特性是有機(jī)物含量高，顆粒細(xì)（0.02~0.2mm），密度。1002~1006kg/m3），呈膠體結(jié)構(gòu)，脫水性能差。污泥的流變狀態(tài)主要取決于其含水率，含水率大于85%，污泥呈流狀；含水率在65%和85%之間，污泥呈塑態(tài)；含水率小于65%，呈固態(tài)；含水率低到35％~40％時(shí)，成聚散狀態(tài)；低到10％~15％則成粉末狀。
3、污泥的分類
污泥的性質(zhì)決定于污水的性質(zhì)。根據(jù)污泥的成分和危害程度可將污泥分為一般廢物、有害廢物和危險(xiǎn)廢物。偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村，無制藥、化工、印染、制革和金屬表面處理企業(yè)的集中式生活污水處理設(shè)施產(chǎn)生的所有污泥，造紙（再生紙）行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的生化污泥屬于一般廢物；有制藥、化工、印染、制革和金屬表面處理企業(yè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市縣集中式生活污水處理廠產(chǎn)生的所有污泥，造紙（再生紙）行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的物化污泥，制藥、化工、制革行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的生化污泥，印染行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的所有污泥屬于有害污泥；金屬表面處理行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的所有污泥，制藥、化工、制革行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理設(shè)施及其園區(qū)集中式污水處理廠產(chǎn)生的物化污泥，國家危險(xiǎn)廢物名錄中除制藥、化工、電鍍、制革行業(yè)的生產(chǎn)廢水處理廠產(chǎn)生的所有污泥屬于危險(xiǎn)廢物。
二、 污泥處理處置的目標(biāo)和技術(shù)路線
二〇〇九年二月十八日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合頒發(fā)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行）》規(guī)定：污泥處理處置的目標(biāo)是實(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。堅(jiān)持在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的前提下實(shí)現(xiàn)污泥的處理處置和綜合利用，達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。污泥處置的技術(shù)路線有土地利用、填埋和建材利用。相對應(yīng)的污泥處理技術(shù)有厭氧消化或高溫好氧發(fā)酵（堆肥），高溫好氧發(fā)酵、石灰穩(wěn)定，熱干化、污泥焚燒。
三、 污泥焚燒處理的排放標(biāo)準(zhǔn)
國家鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的大中城市，采用污泥焚燒工藝。鼓勵(lì)采用干化焚燒的聯(lián)用方式，提高污泥的熱能利用效率。
同時(shí)規(guī)定污泥焚燒的煙氣應(yīng)進(jìn)行處理，并滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485）等有關(guān)規(guī)定。污泥焚燒的爐渣和除塵設(shè)備收集的飛灰應(yīng)分別收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸。鼓勵(lì)對符合要求的爐渣進(jìn)行綜合利用；飛灰需經(jīng)鑒別后妥善處置。
附：焚燒爐大氣污染物排放限值
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四、 循環(huán)流化床污泥焚燒處理工藝流程
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1、污泥池
根據(jù)污泥焚燒項(xiàng)目規(guī)模的大小決定污泥池的形式，規(guī)模較小的可選擇鋼制污泥池，規(guī)模較大的可選擇鋼筋混凝土污泥池。
污泥池內(nèi)壁需加防腐。
2、污泥輸送設(shè)備
采用的管道輸送污泥泵，一路將污泥直接輸送到污泥焚燒爐，一路將污泥輸送到污泥干化設(shè)備。
3、污泥干化系統(tǒng)
污泥干化設(shè)備的功能是將80%含水率的濕污泥，干化到40~50%含水率的半干污泥。
污泥干化設(shè)備可選用空心槳葉式干化機(jī)或絞籠式干化機(jī)，以空心槳葉式干化機(jī)為例說明干化流程：
空心槳葉式污泥干化系統(tǒng)由污泥取料機(jī)、污泥給料機(jī)、空心槳葉式污泥烘干機(jī)、污泥出料機(jī)、冷凝器、干污泥輸送機(jī)、凝結(jié)廢水箱組成。
濕污泥通過污泥取料機(jī)輸送到污泥給料機(jī)，污泥給料機(jī)把污泥均勻投入到空心槳葉式污泥烘干機(jī)。干污泥通過污泥出料機(jī)進(jìn)入干污泥輸送機(jī)，干污泥輸送機(jī)把干污泥輸送到干污泥倉貯存。
空心槳葉式污泥烘干機(jī)的熱源取自焚燒爐產(chǎn)生的蒸汽，蒸汽熱量被濕污泥吸收后凝結(jié)成水，凝結(jié)水通過疏水閥進(jìn)行水汽分離，凝結(jié)水進(jìn)入疏水箱回用。
濕污泥被加熱后水份蒸發(fā)，水蒸氣夾帶著污泥中的揮發(fā)性氣體及污泥粉塵進(jìn)入冷凝器。被冷凝的廢水經(jīng)過無害化處理后達(dá)標(biāo)排放，廢氣進(jìn)入鍋爐焚燒。
4、污水處理系統(tǒng)
從污泥中蒸發(fā)后冷凝的水屬于污水，可選擇生物處理技術(shù)加膜分離技術(shù)進(jìn)行處理，也可運(yùn)回污水處理廠。
5、干污泥儲(chǔ)存與輸送系統(tǒng)
干污泥從污泥干化設(shè)備出來到干污泥儲(chǔ)存，均是臭味源。
干污泥從污泥干化設(shè)備到干污泥儲(chǔ)存庫，采用封閉式皮帶輸送。污泥儲(chǔ)存庫采用負(fù)壓技術(shù)防止臭味外泄。
干污泥從儲(chǔ)存庫到爐前干污泥倉的輸送采用皮帶輸送。
6、煤儲(chǔ)存與輸送系統(tǒng)
一般市政污泥的低位熱值為幾十大卡每公斤，從理論上說，用焚燒方法處理熱量基本平衡。但由于焚燒過程中鍋爐效率的損失和干化過程中的熱量損失，含水率80%的污泥在焚燒過程中需要補(bǔ)充大約5%到10%重量比的原煤。
由于耗煤量很少，煤庫可與干污泥庫相鄰布置，從煤庫到爐前煤倉的輸送采用于干污泥公用一套皮帶輸送設(shè)備的方案。
7、流化床污泥焚燒爐
焚燒爐采用流化床燃燒技術(shù)，針對污泥在爐內(nèi)懸浮燃燒和熱值低等特點(diǎn)，焚燒爐采用一定粒度的石英砂作為作為熱載體，在流化空氣吹動(dòng)作用下，粗顆粒石英砂在燃燒室下部翻騰運(yùn)動(dòng)，細(xì)顆粒吹離爐膛后被高溫分離器分離下來送回爐內(nèi)形成物料循環(huán)，從而提高焚燒爐懸浮空間的氣固混合和傳熱傳質(zhì)速率，使?fàn)t膛溫度均勻一致。
焚燒爐主要由爐膛、給料裝置、布風(fēng)裝置、二次風(fēng)裝置、飛灰循環(huán)裝置、點(diǎn)火系統(tǒng)組成。
焚燒爐采用圓筒型絕熱爐膛，結(jié)構(gòu)牢固。爐膛由保溫層和耐磨澆注料構(gòu)成；凈空高度可保證污泥在高溫區(qū)停留時(shí)間大于2秒。燃燒室工作溫度850℃~950℃，由于爐膛內(nèi)存在大量循環(huán)物料，其熱容量很大，故整個(gè)爐膛溫度較均勻。爐膛出口溫度約880℃左右。
在爐前平臺(tái)上分別布置有一臺(tái)給煤機(jī)、一臺(tái)干污泥給料機(jī)、一臺(tái)石灰石給料機(jī)和一臺(tái)床料（石英砂或煤渣）給料機(jī)，濕污泥從爐頂注入。給料量通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速控制流量。污泥及助燃煤經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入爐膛，并由播散風(fēng)吹散。污泥或燃煤在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量煙氣和灰粒；煙氣攜帶大量未燃盡碳粒子在爐膛上部進(jìn)一步燃燒發(fā)熱后，進(jìn)入高溫分離器中，煙氣和物料分離，被分離出來的物料返回爐膛，實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。補(bǔ)充床料在爐前送入爐內(nèi)，保持爐內(nèi)物料平衡。本焚燒爐設(shè)有專門石灰石料倉和螺旋給料機(jī)用于爐內(nèi)脫硫。
為保證燃燒設(shè)備始終在低過量空氣系數(shù)下進(jìn)行，以抑制NOx的生成造成的污染，焚燒爐采用分段進(jìn)風(fēng)。焚燒爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。一次風(fēng)機(jī)送出來的風(fēng)經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，引入爐下水冷風(fēng)室中，通過安裝在水冷布風(fēng)板上的風(fēng)帽，進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)從前后墻二次風(fēng)口進(jìn)入爐膛，補(bǔ)充空氣并擾動(dòng)混合。
采用床下油點(diǎn)火。床下油點(diǎn)火方式具有耗油省、啟動(dòng)快、成功率高、環(huán)境衛(wèi)生好、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。
余熱鍋爐采用常規(guī)的低壓過熱蒸汽爐，受熱面包括過熱器、對流管束、省煤器和空預(yù)器。
余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于污泥干化設(shè)備的熱源，使污泥中的熱量得到充分利用。
8、煙氣凈化塔
凈化塔主要是用噴堿的方法除去煙氣中的酸性氣體；用噴活性炭的方法吸附二惡因。使煙氣的二氧化硫和二惡因達(dá)標(biāo)排放。
9、布袋除塵器
采用成熟的布袋除塵技術(shù)，可使煙氣粉塵排放低于50mg/m3，優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。
10、灰?guī)?/p>
灰?guī)煸O(shè)計(jì)在布袋除塵器下部，避免布袋除塵器與灰罐之間的輸送。
灰?guī)煜虏堪惭b加濕裝置。灰?guī)煜虏扛叨刃枰獫M足大中型槽罐車裝灰的要求。
11、煙囪及煙氣監(jiān)測系統(tǒng)
煙囪高度需滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485）等相關(guān)規(guī)定。煙氣監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理部門的要求選擇。
五、循環(huán)流化床污泥焚燒處理工藝的環(huán)境保護(hù)性能
1、 防臭設(shè)計(jì)：
臭氣主要來源于污泥池入口和干化后的熱污泥。故在工藝設(shè)計(jì)上將污泥池保持封閉，并將臭氣由一次風(fēng)機(jī)抽至鍋爐焚燒，使污泥池區(qū)域和污泥干化區(qū)域保持負(fù)壓，防止臭氣外逸。
2、 鍋爐煙氣處理：
流化床是一種清潔的燃燒方式，焚燒爐內(nèi)的污泥、煤和床料的摻混十分激烈，燃燒完全而穩(wěn)定，爐內(nèi)燃燒溫度保持在850～900℃之間，煙氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間3s以上，有效的抑制NOx和二噁英的生成。焚燒爐尾部排出的煙氣經(jīng)煙氣凈化后排放。配備有脫酸反應(yīng)塔、活性炭吸附和布袋除塵器。煙氣凈化處理后各污染物的排放指標(biāo)符合《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485-2001的要求。
● 脫硫：由于污泥成分復(fù)雜，焚燒后產(chǎn)生的煙氣成分也很復(fù)雜。因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐具有爐內(nèi)脫硫的優(yōu)良性能，所以本系統(tǒng)采用通過爐內(nèi)加石灰石的方法進(jìn)行脫硫。
● 酸性氣體控制：本系統(tǒng)通過在凈化塔噴堿的方法除去煙氣中的酸性氣體。
● 二噁英控制：循環(huán)流化床鍋爐通過煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間大于2秒的爐膛設(shè)計(jì)，爐膛溫度控制在850~950℃的運(yùn)行管理，一次風(fēng)、二次風(fēng)的湍流度控制和適度的過量空氣系數(shù)控制，能夠很好地扼制二噁英的產(chǎn)生；在凈化塔再用噴活性炭粉末的方法吸附少量的二噁英，能使二噁英的排放優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。
3、 廢水處理：
設(shè)備冷卻水冷卻后循環(huán)使用；污泥干化冷凝污水收集后進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理達(dá)中水標(biāo)準(zhǔn)后用于廠區(qū)綠化、灰加濕用水以及沖洗用水。
4、 固體廢棄物處理：
飛灰要根據(jù)分析結(jié)果來確定處置方式。如果屬于一般廢棄物，則可用于建材；如果屬于危險(xiǎn)廢棄物，則經(jīng)水泥固化后由危險(xiǎn)固體廢棄物處置中心處置。
5、 噪音的防治：
首先在廠區(qū)總體設(shè)計(jì)方面，設(shè)置綠化隔音帶。然后針對不同設(shè)備的不同要求，分別設(shè)置獨(dú)立基礎(chǔ)、減震底座、彈性支架、隔音室、消音器等。
六、 循環(huán)流化床污泥焚燒工藝的優(yōu)點(diǎn)
1、 焚燒可以使剩余污泥的體積減少到最小化，減量化最徹底；
2、 檢測合格的焚燒灰可用于建材，是相對比較安全的污泥處置方式；
3、 焚燒處理污泥速度快，不需要長期儲(chǔ)存，避免了污泥處理過程中的二次污染；
4、 污泥可就地焚燒，不需要長距離運(yùn)輸；
5、 可以回收能量，降低污泥處理成本；
6、 能夠使有機(jī)物全部碳化燃盡，殺死病原體，因而無害化程度最高；
7、 優(yōu)異的環(huán)保性能；
8、 設(shè)備故障少、運(yùn)行穩(wěn)定，年運(yùn)行時(shí)間＞7000小時(shí)；
9、 運(yùn)行方式靈活，可靠性高。
七、 結(jié)論
1、 循環(huán)流化床鍋爐處理污泥，是污泥最徹底的處理方法，最能實(shí)現(xiàn)污泥處理的“無害化、穩(wěn)定化、減量化”目標(biāo)；
2、 循環(huán)流化床鍋爐焚燒含水率80%的污泥，用所得蒸汽干化部分污泥，使污泥所含熱值得到高效利用，其能量基本達(dá)到自平衡，所加輔助燃料較少，低位熱值5000kcal/kg的原煤摻入量只要5~10%，大大降低了污泥處理成本；
3、 焚燒爐采用圓筒形絕熱設(shè)計(jì)，故障率低；余熱鍋爐主蒸汽只用于污泥干化，采用低壓過熱蒸汽，用材要求低；使得鍋爐整體造價(jià)較低，并且運(yùn)行可靠性高。
4、 屬于一般廢物和有害廢物的污泥均可以采用“自平衡循環(huán)流化床污泥焚燒工藝”進(jìn)行處理。
