污泥焚烧处理技术及工程实例

污泥焚烧处理技术及工程实例内容摘要：

炉，而后流化床炉逐渐取代多段竖炉。 日前，流化床焚烧炉的市场占有率超过厂 90%，焚烧污泥的含水率在 45%80%之间， 另外，在燃煤 CFB 锅炉中也在考虑混烧污泥。 在柏林自 1985 年以来运行着欧洲最大的活性污泥流化床焚烧炉，其炉格栅面积为 25m2，处理 75%水分的污泥 15t/h。 德国 Renkurn/Netherlands 的 Pareno造纸厂流化床锅炉用于发电，燃料有四种：废水污泥， 20200t/a；脱墨污泥，20200t/a；树皮， 40000t/a；辅助燃料为垃圾球（ refuse pellets），主要由废纸和木材组成；另外含有 8%的废料，其灰分含量大约为 11%，锅炉的最大蒸汽连续输出量 22t/h，最大工作压力 75bar， 蒸汽压力 50/65bar，蒸汽温度 470℃，给水温度 105℃，排放气体温度 180℃，灰含量（ max） 30mg/m3。 德国HamburgHarburg 技术大学建设的流化床与循环床试验台系统，主要开展厂流化床和循环床燃用污泥污染排放特性的比较研究。 1） HSM 污泥焚烧处理厂概况 该厂是德国第一个使用焚烧工艺来处理污水污泥的水厂。 在 1982 年该厂投入使用两台流化床焚烧炉，取代原来两个己有 20 年历史的多段竖炉。 这是由于HSM 污水处理厂原来的多段竖炉在运行过程中，所排放的烟气对空气造成严重污染，无法达到环保要求 ；其次它的运行还需要大量的热油和天然气助燃，从而花费巨大；此外，在炉膛内部不能保证炉内的栅后物质和悬浮污泥完全混合一起被燃烧。 基于以上劣势，人们决定采用流化床这种新的炉型。 该厂污泥焚烧运行的主要技术参数如表 1 所示。 字串 4 HSM 污水处理厂污泥焚烧区主要处理设备有： 3 台污泥干燥机， 1 台废 气冷凝器， 1 台污泥输送机， 1 台格栅物质处理器， 1 座流化床焚烧炉， 1 座余热锅炉（饱和蒸汽压 9bar）， 1 台静电除尘器， 1 台准干燥烟气洗涤装置（ 2 个洗气池，1 个喷射干燥机， 1 个静电除尘器），钢结构， 100m 高的烟囱等。 2）污泥焚烧工艺流程 HSM 污水处理厂的污泥焚烧工艺由离心机一干燥机一流化床焚烧炉一余热锅炉一静电除尘器一灰尘贮房一准干燥烟气洗涤装置一烟囱等几部分组成。 其工艺流程如下图所示： 流向离心脱水机的污泥是由约 65%的消化污泥和 35%的剩余污泥所组成，经机械脱水后，污泥含水率降至 75%。 在该水厂的污泥焚烧系统中所使用的干燥机形式为圆盘干燥机（饱和蒸汽压为 9bar）污泥经过干燥处理后，可达到 50%55%的含水率。 这种组分的污泥在流化床炉中可保证自行燃烧，无需额外添加助燃剂，可大大减少能源的浪费。 3）流化床焚烧炉 1982 年投入使用的流化床焚烧炉是该污泥焚烧系统的核心部分。 它几乎无须额外添加燃料和烟气再焚烧。 因此它大大优于多段竖炉。 烟气和飞灰在 850℃左右时在同一个方向离开焚烧炉，在余热锅炉中温度降至 210℃，在接下来的静电除尘器 I 中进行脱尘，剩余的灰尘含量约为 100mg/m3。 经过准干燥烟气洗涤装置净化后的烟气通过烟囱排放，灰尘被贮存在灰尘贮房中，稍后再利用或者运走。 流化床焚烧炉结构如下图所示： 在该焚烧炉的炉膛内，有一个悬浮的焚烧区。 当处于静止状态时，炉膛内有一个大约 50cm 厚的细砂床置于喷嘴式气体分配板之上。 在焚烧炉运转过程中，热空气从炉膛下部通入，并以一定速度通过分配板，从而细砂床呈“沸腾”状态，产生了一个约 的流化床。 污泥从塔侧的投料口投入到流化床上，污泥便急速燃烧。 直接位于流化床区域上的炉区是二次燃烧区。 该流化床具有的特性是：在焚烧过程中，污泥中有机物所产生的热量，可作为污泥 中所含水分蒸发所需的能量，这样对于流化床的一次燃烧区来说，附加燃烧室就不需要了，从而使流化床的温度比烟气的出口要低℃。 4）烟气处理 燃烧过程中过剩空气系数为 ，所产生的烟气在 850900℃的温度范围从炉膛上部排出，进入余热锅炉（在此所产生的 9bar 的饱和蒸汽用于污泥干燥机的加热），同时烟气在这里被冷却到 210℃。 该流化床的另一特性是它在运转过程中所产生的炉渣非常少，主要是很细的飞灰，散布在烟气中，可通过余热锅炉后的静电除尘器来捕集。 烟气中所含有的有害污染物通过喷雾式湿法洗涤去除。 在该水厂，共设有 2 个 洗气池，分别采用的是水和 NaOH 溶液进行湿法洗涤。 准干燥烟气洗涤装置是由喷射干燥机、静电除尘器Ⅱ、两个洗气池所构成，它的处理流程如下图所示。 这套装置是为了进一步去除烟气中尚存的灰尘、重金属和硫、氯、氟、氮氧化物等有害物质，烟尘量可以降低到 l0mg/m3。 特别需要指出的是，对于去除烟气中所含有的金属汞单质和汞离子， HSM 污水厂使用专门的去除方法 — 活性炭气流吸附法和在碱洗池添加药剂 TMT15。 在静电除尘器Ⅰ和喷射干燥机之间的连接管道中，放有一种活性炭（ KOH），目的是为了吸附烟气中所含有的金属汞单质，大约 每 m3 米烟气需 300330gKOH。 这样含有汞的颗粒在静电除尘器Ⅱ中，可以与烟气完全分离。 接着烟气流入到两个洗气池中，第一个为水洗池，主要为吸附灰尘和一些硫氧化物、 HCI、 HI 等有害气体， pH1；第一个为浓度 33%的 NaOH 洗气池，主要为去除 SO2 等酸性气体，同时必须考虑到汞离子的去除，添加少量的 TMT15，使之与 Hg2 结合后去除。 吸收汞的颗粒和其它剩余物（盐）最后一起从静电除尘器Ⅱ中排出，作为特种垃圾被处理。 最终处理后的烟气以 74℃离开烟气洗涤过程，经 100rn 高的烟囱排入大气。 5）能量利用 HSM 污水处理厂正在运转的整个污泥焚烧系统，非常注重能源的经济性。 在保证污泥良好的脱水、干燥和焚烧的前提下，对污泥焚烧流程中各个处理单元所产生的热量进行充分的循环利用。 流化床焚烧炉所产生的烟气在 850900℃被排出，进入余热锅炉，在这里被冷却到 210℃（该温度是静电除尘器工作的适宜温度）， 此时所产生的 9bar 的饱和蒸汽供给焚烧炉前面的干燥机使用。