城市污水厂湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研究和示范

1、城市污水厂湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研究和示范污泥焚烧污泥直接焚烧 脱水污泥直接进入焚烧炉不经过干化单元即可完成的焚烧。含固率30%的污泥经辅助点火后自持燃烧。污泥干化焚烧污泥干化焚烧 脱水脱水 污泥先干化后再焚烧的方式污泥先干化后再焚烧的方式利用焚烧炉使污泥完全矿化为少量灰烬的处理。焚烧是国内污泥的重要处理方法一体化干化焚烧一体化干化焚烧-原理原理联合干化焚烧方式的一种，把相对独立的污泥干化和焚烧过程耦合在一起，充分利用热灰和高温烟气热量的回收进行湿污泥的预干化，在一个系统中，完成湿污泥从干化到焚烧的全过程，达到能量利用的最大化，降低了污泥处置的能耗。经过干燥后的干污泥水分含量在20以内

2、，通过即时输送系统，直接由干化设备进入焚烧系统，节省了干污泥储存和安全防护环节，大大缩短了干污泥输送管路，降低了干污泥粉尘浓度过高造成的爆炸隐患。湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺及特点 在一个系统中，将湿污泥干在一个系统中，将湿污泥干化和焚烧有机耦合，全过程化和焚烧有机耦合，全过程设备高效，结构紧凑，占地设备高效，结构紧凑，占地面积小面积小 负荷调节范围宽负荷调节范围宽, ,可在可在0 0110110之间变动之间变动 污泥初始含水率为污泥初始含水率为7474 ( (干基热值干基热值3143 kcal/kg)3143 kcal/kg)时，时，可实现污泥的自持燃烧可实现污泥的自持燃烧 直接直接- -

3、间接联合干燥，间接联合干燥，实现能耗最低实现能耗最低 高效燃烧，高效燃烧，低污染排放低污染排放投资和运行成本底投资和运行成本底一、技术开发情况一、技术开发情况 研究内容： 污水处理厂污泥自身特性及干化特性的研究；污水处理厂污泥自身特性及干化特性的研究； 湿污泥循环流化床一体化干化焚烧技术的研究开发；湿污泥循环流化床一体化干化焚烧技术的研究开发； 湿污泥循环流化床一体化焚烧处置过程中污染物析出机理和控制湿污泥循环流化床一体化焚烧处置过程中污染物析出机理和控制技术；技术； 湿污泥循环流化床一体化焚烧技术体系的集成和优化。湿污泥循环流化床一体化焚烧技术体系的集成和优化。 示范工程：（建设、调试、运行

4、、测试） 杭州市污水厂污泥焚烧示范项目，污泥处理规模为杭州市污水厂污泥焚烧示范项目，污泥处理规模为100100吨吨/ /日（污日（污泥含水率以泥含水率以8080计，后同）。计，后同）。6 21mm湿污泥颗粒流化干化前后体积变化流化干化后污泥颗粒体积形状的变化湿污泥颗粒流化干化特性研究停留时间原始水分（）流化干化后水分（）V干化后/V干化前（）20min80.3560.7158.440min79.0618.6352.460min78.644.3552.47试验条件：流化风速，3Umf 污泥粒径，10mm0510152025300.00.51.01.52.02.53.03.5干基含水率 (kg/k

5、g)时间 (min) 80 90 100 140 2000.00.51.01.52.02.53.03.50.00.51.01.52.02.5干化速率 (kg/kg/min)干基含水率 (kg/kg) 80 90 100 140 200801001201401601802000.00.51.01.52.02.5干化速率 (kg/kg/min)温度 ()M = 3M = 2.5M = 2M = 1.6M = 1M = 0.5干化温度以指数规律影响干化速率干化速率与污泥水分含量的变化呈线形关系干化温度对干化速率的影响干化时间与污泥颗粒水分含量的变化呈指数关系湿污泥颗粒流化干化特性研究关键技术的研究和

6、开发灰分配装置灰分配装置气动分配阀气动分配阀复合干化器复合干化器干化器出口干污泥含水率 50%已达到已达到在杭州建设规模为100吨/日湿污泥循环流化床一体化焚烧示范工程已于已于2011年年4月月投入商业运行，累投入商业运行，累计处理污泥计处理污泥4500多吨多吨在污泥湿污泥一体化焚烧方面申请发明专利4项申请国内外发明专利申请国内外发明专利8项项发表论文10 篇已完成已完成申请专利情况申请专利情况序号序号申请或授权的专利名称申请或授权的专利名称申请号或批准号申请号或批准号申请申请/ /批准国批准国别别是否授权是否授权1 1一种湿污泥干化焚烧处理方法一种湿污泥干化焚烧处理方法20081002249

7、95.42008100224995.4中国中国否否2 2一种湿污泥干化焚烧处理装置一种湿污泥干化焚烧处理装置2008100224996.92008100224996.9中国中国否否3 3一体化污泥焚烧工艺控制系统一体化污泥焚烧工艺控制系统200910069692.4200910069692.4中国中国否否4 4一种带冷凝式干燥的湿污泥焚一种带冷凝式干燥的湿污泥焚烧处理方法烧处理方法200810238869.4200810238869.4中国中国是是5 5复合干燥器及带有复合干燥器复合干燥器及带有复合干燥器的湿污泥焚烧处理方法和装置的湿污泥焚烧处理方法和装置特许第特许第4755250475525

8、0号号日本日本是是6 6一种湿污泥干化焚烧处理装置一种湿污泥干化焚烧处理装置201210011814.6201210011814.6中国中国否否7 7一种耐高温防堵阻旋料位开关一种耐高温防堵阻旋料位开关201210011906.4201210011906.4中国中国否否8 8一种用于流化床干化器的内嵌一种用于流化床干化器的内嵌逆流式柱形风帽逆流式柱形风帽201210019282.0201210019282.0中国中国否否三、示范工程完成情况三、示范工程完成情况杭州七格污水处理厂杭州七格污水处理厂100 t/d100 t/d污泥焚烧示范工程污泥焚烧示范工程示范工程进展：示范工程进展： 完成系统完

9、善，实现完成系统完善，实现40%40%负荷稳定试运行；负荷稳定试运行； 完成辅助燃料系统完善，带满负荷试运行；完成辅助燃料系统完善，带满负荷试运行； 完成完成7272小时试运行考核；小时试运行考核； 正式运行，工程竣工验收；正式运行，工程竣工验收；2727 委托国家环境分析测试中心和机械工业锅炉及环保产品质量监督检测委托国家环境分析测试中心和机械工业锅炉及环保产品质量监督检测中心分别对以柴油和煤为辅助燃料的运行工况进行了环境测试和热工性能测中心分别对以柴油和煤为辅助燃料的运行工况进行了环境测试和热工性能测试。试。 测试工况测试工况工况工况1 1：污泥处理量在：污泥处理量在75%75%负荷以上、

10、炉膛出口温度为负荷以上、炉膛出口温度为800800、辅助燃料为柴油，测试时间：、辅助燃料为柴油，测试时间：20112011年年 1111月月2626日日13:00-18:0013:00-18:00工况工况2 2：污泥处理量在：污泥处理量在75%75%负荷以上、炉膛出口温度为负荷以上、炉膛出口温度为850850、辅助燃料为柴油，测试时间：、辅助燃料为柴油，测试时间： 20112011年年 1111月月2626日日19:00-24:0019:00-24:00工况工况3 3：污泥处理量在：污泥处理量在75%75%负荷以上、炉膛出口温度为负荷以上、炉膛出口温度为850850、辅助燃料为煤，测试时间：、

11、辅助燃料为煤，测试时间： 2011 2011年年 1111月月2727日日12:00-17:0012:00-17:00 测试期间一体化污泥焚烧炉运行情况 0601201802403000100200300400500600700800900 温度 /时间 /min 焚烧炉底部温度 焚烧炉中部温度 焚烧炉顶部温度 空气预热器后温度060120180240300020406080100120140 温度 /时间 /min 热灰侧温度 导热油侧温度 出口烟气温度06012018024030001002003004005006007008009001000 温度 /时间 /min 焚烧炉底部温度 焚烧

12、炉中部温度 焚烧炉顶部温度 空气预热器后温度060120180240300020406080100120140 温度 /时间 /min 热灰侧温度 导热油侧温度 出口烟气温度06012018024030001002003004005006007008009001000 温度 /时间 /min 焚烧炉底部温度 焚烧炉中部温度 焚烧炉顶部温度 空气预热器后温度060120180240300020406080100120140 温度 /时间 /min 热灰侧温度 导热油侧温度 出口烟气温度工况工况1 1工况工况2 2工况工况3 3热工测试结果热工测试结果 测试结论测试结论工况1，炉膛出口烟气温度80

13、0，辅助燃料为柴油，测试结果：污泥处理量78.8t/d，炉膛出口烟气温度805，除尘器后烟气温度104，焚烧炉实测燃烧效率98.68%。工况2，炉膛出口烟气温度850，辅助燃料为柴油，测试结果：污泥处理量85.6t/d，炉膛出口烟气温度864，除尘器后烟气温度107，焚烧炉实测燃烧效率98.85%。工况3，炉膛出口烟气温度850，辅助燃料为燃煤，测试结果：污泥处理量80.1t/d，炉膛出口烟气温度872，除尘器后烟气温度104，焚烧炉实测燃烧效率98.99%。烟气中污染物排放检测结果烟气中污染物排放检测结果 项目项目单位单位工况一工况一工况二工况二工况三工况三生活垃圾焚烧生活垃圾焚烧污染物控制

14、标准污染物控制标准GB18485-2001GB18485-2001烟尘浓度烟尘浓度mg/mmg/m3 39.689.6814.114.110.410.48080烟气黑度烟气黑度级级1111111 1CO CO mg/mmg/m3 315.815.82.752.7513.113.1150150NOx NOx mg/mmg/m3 3139139175175294294400400SOSO2 2 mg/mmg/m3 314614643.343.384.484.4260260HCl HCl mg/mmg/m3 367.967.914.414.44.164.167575Hg Hg mg/mmg/m3 3

15、3.63.61010-3-37.17.11010-3-31.41.41010-3-30.20.2Cd Cd mg/mmg/m3 31.11.11010-3-32.42.41010-3-36.66.61010-4-40.10.1Pb Pb mg/mmg/m3 30.0180.0180.0430.0430.0220.0221.61.6二恶英类二恶英类毒性当量（毒性当量（TEQTEQ）质）质量浓度量浓度ng /mng /m3 30.0170.0170.0100.0100.0300.0301.01.0灰渣重金属浸出毒性检测结果灰渣重金属浸出毒性检测结果（工况三）（工况三） 测试项目测试项目飞灰飞灰底渣

16、底渣GB 5085.3-2007GB 5085.3-2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别别灼失量（灼失量（% %）0.490.490.100.10- -汞（汞（mg/Lmg/L）N.D.N.D.N.D.N.D.0.10.1铅（铅（mg/Lmg/L）N.D.N.D.N.D.N.D.5 5镉（镉（mg/Lmg/L）N.D.N.D.N.D.N.D.1 1铬（铬（mg/Lmg/L）0.0350.035N.D.N.D.1515六价铬（六价铬（mg/Lmg/L）0.0160.016N.D.N.D.5 5铜（铜（mg/Lmg/L）N.D.N.D.0.0310.031100100锌（

17、锌（mg/Lmg/L）N.D.N.D.N.D.N.D.100100铍（铍（mg/Lmg/L）3.53.51010-3-33.03.01010-3-30.020.02钡（钡（mg/Lmg/L）N.D.N.D.0.0520.052100100镍（镍（mg/Lmg/L）0.0540.0540.0440.0445 5银（银（mg/Lmg/L）N.D.N.D.N.D.N.D.5 5砷（砷（mg/Lmg/L）7.17.11010-3-39.29.21010-3-35 5硒（硒（mg/Lmg/L）8.68.61010-3-39.09.01010-3-31 1杭州市七格处理污水厂污泥热值跟踪（脱水污泥）杭州市

18、七格处理污水厂污泥热值跟踪（脱水污泥）时间时间2005.2.52010.12.23 2011.3.27 2011.4.9 2011.6.12 2011.9.5来源来源单位单位七格二期七格二期七格三期七格三期湿污泥含水率湿污泥含水率 % %81.981.983.2483.2481.180干基热值干基热值 kcal/kgkcal/kg2840284018701870243324332527252723481695时间时间2011.9.14 2011.9.16 2011.9.18 2011.9.20 2011.9.22 2011.9.24 2011.10.20来源来源单位单位七格三期七格三期湿污泥含水率湿污泥含水率 % %76.0376.0377.377.377.6577.6578.1378.1377.2377.2378.9878.9880.6680.66干基热值干基热值 kcal/kgkcal/kg14801480153615361716171615081508153215321749174916831683时间时间2011.10.222011.11.212011.11.232011.11.252011.11.262011.11.27来源来源单位单位七格三期七格三期湿污泥含水率湿污泥含水率 % %77.3877.38727273.173.173.7773.7773.5