本發(fā)明涉及一種全燃煤泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥的工藝。
背景技術(shù)：
污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高，有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運(yùn)輸，但它很難通過(guò)沉降進(jìn)行固液分離。
目前，我國(guó)城市污水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但配套污泥綜合治理滯后。城市污水處理廠凈化污水產(chǎn)生污泥水分很大，水分含量高達(dá)70％～90％；數(shù)量大，每萬(wàn)立方米污水處理后產(chǎn)生含水量80％的污泥5～10噸；而且污泥不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭；必須有效處理、處置。填埋是污泥主要的處置方式，填埋要求污泥含水率不大于60％。含水率過(guò)高的污泥不僅會(huì)增加填埋量，且具有流動(dòng)性不利于分層壓實(shí)而且可能留下填場(chǎng)的塌陷隱患。為降低水分進(jìn)行污泥干化增加了處置成本。填埋不僅要占用大量的土地和花費(fèi)大量的運(yùn)輸費(fèi)用，而且填埋場(chǎng)周圍的環(huán)境也會(huì)惡化，遭受滲瀝液、臭氣的困擾。焚燒是最有效的污泥處理方式，但存在以下問(wèn)題：其一，焚燒過(guò)程中必須添加輔助燃料從而消耗大量的能源，焚燒的成本和運(yùn)行費(fèi)均很高。其二，存在煙氣污染、噪聲、震動(dòng)、熱和輻射以及產(chǎn)生成為環(huán)境熱點(diǎn)的二惡英污染問(wèn)題，對(duì)焚燒設(shè)備和工藝提出了更嚴(yán)格的要求，導(dǎo)致了投資和運(yùn)行費(fèi)用的進(jìn)一步增加。所以，對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用比較困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種全燃煤泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥的工藝，既能夠利用污泥中的水分和污泥中的能量，還能夠防止污泥在焚燒過(guò)程中產(chǎn)生二惡英，實(shí)現(xiàn)了污泥處理的無(wú)害化、資源化、減量化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種全燃煤泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥的工藝，將質(zhì)量比為(4～99):1的濕煤泥和污泥攪拌混合，再添加水制成含水量為37～41％(質(zhì)量)混合漿，將所述混合漿輸送至循環(huán)流化床鍋爐爐膛頂部給料口，并從給料口落入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒；將質(zhì)量比為(12～18):1的干煤泥與白云石粉末混合制備混合粉末，將所述混合粉末經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒；在燃燒過(guò)程中，向爐膛內(nèi)噴入氨水。
首先，將濕煤泥與污泥攪拌，再加水制成含水量為37～41％(質(zhì)量)混合漿，利用了污泥中水分，降低了水的加入量，控制混合漿的含水量能夠符合燃料輸送裝置的流動(dòng)裝置要求，同時(shí)污泥在水分為37～41％時(shí)的燃燒熱值為1200kcal/kg，能夠充分利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱量；水分高，煤泥污泥混合漿料所需蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)，吸收熱量越多；著火越困難，飛灰中殘?zhí)亢吭黾?，從而降低流化床鍋爐的燃燒效率和穩(wěn)定性；水份低不僅流變特性差，煤泥污泥混合漿料團(tuán)塊大，漿顆粒粗大，大顆粒在燃完之前被分離至旋風(fēng)分離器底部，誘發(fā)結(jié)渣造成返料器結(jié)焦，嚴(yán)重時(shí)被迫停爐；通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，混合漿保持含水量37～41％，不僅可以保證污泥摻燒量，而且鍋爐燃燒穩(wěn)定，污染物排放量小時(shí)不超標(biāo)；飛灰可燃物3％左右，鍋爐燃燒效率高，為86～89％。其次，將干煤泥與白云石粉末進(jìn)行混合，能夠恢復(fù)入爐燃料的顆粒篩分組成，調(diào)節(jié)循環(huán)流化燃燒方式、改變?nèi)剂显跔t膛內(nèi)燃燒氛圍，保持燃燒的料層壓差，提高燃料的燃盡率，從而提高鍋爐效率，同時(shí)加入白云石還能起到脫硫作用，使煤泥、污泥中的部分硫、氯固定在灰渣中。第三，通過(guò)濕煤泥與污泥的配比、干煤泥與白云石的配比及想爐膛內(nèi)噴入氨水，能夠防止污泥燃燒過(guò)程中的二惡英的生成，從而對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化、減量化處理。
燃燒分為加熱、水份蒸發(fā)、揮發(fā)分析出和著火階段?；旌蠞{團(tuán)快大，水份高，熱值低，不易著火，水份越高，所需蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)。本發(fā)明混合漿從爐膛頂部進(jìn)入，靠自身重力自上而下快速下落，遇到自下而上的高溫?zé)煔鉀_刷，速度略減緩，落料均勻；而29.6米的爐膛凈高，可以提供了充分的燃燒空間。從其他地方不僅破壞鍋爐的水冷壁，造成安全隱患，更重要的是落料不均勻，引起結(jié)焦事故。
本發(fā)明的目的之二是提供一種上述工藝在供電或供熱中的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明利用污泥的熱量，達(dá)到節(jié)約成本減少資源浪費(fèi)的目的，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2500噸。
2、本發(fā)明直接利用污泥，減少污泥干化處理的中間環(huán)節(jié)，每年焚燒1.83萬(wàn)噸，可減少污泥處理費(fèi)用183萬(wàn)元，同時(shí)創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。
3、本發(fā)明充分利用了循環(huán)流化床鍋爐燃燒煤泥產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾臒崃浚谎跏刮勰喑浞秩紵?，增加污泥燃盡率，同時(shí)能夠防止了二噁英的生成；提高了鍋爐效率，降低了鍋爐的運(yùn)行成本。
4、本發(fā)明能夠杜絕垃圾處理廠填埋污泥對(duì)社會(huì)環(huán)境的危害，充分利用綜合利用電廠廢棄物處理設(shè)備，減少電廠工業(yè)水的消耗及常規(guī)燃料的消耗，減少工業(yè)水1.7萬(wàn)噸，減少干煤泥消耗4100噸，節(jié)約水資源費(fèi)、燃料費(fèi)成本約130萬(wàn)元。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是示例性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
本發(fā)明中所述的濕煤泥為水分含量大于等于20％(質(zhì)量)的煤泥。
本發(fā)明中所述的桿煤泥為水分含量小于20％(質(zhì)量)的煤泥。
本發(fā)明中所述污泥中的水分含量為70～90％(質(zhì)量)。
本發(fā)明中所述白云石的化學(xué)成分為camg(co3)2，其中，氧化鈣的含量為20～45％(質(zhì)量)，氧化鎂含量5～25％(質(zhì)量)。
正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在污泥資源化處理比較困難的不足，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N全燃煤泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥的工藝。
本申請(qǐng)的一種典型實(shí)施方式中，提供了一種全燃煤泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒污泥的工藝，將質(zhì)量比為(4～99):1的濕煤泥和污泥攪拌混合，再添加水制成含水量為37～41％(質(zhì)量)混合漿，將所述混合漿輸送至循環(huán)流化床鍋爐爐膛頂部給料口，并從給料口落入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒；將質(zhì)量比為(12～18):1的干煤泥與白云石粉末混合制備混合粉末，將所述混合粉末經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒；在燃燒過(guò)程中，向爐膛內(nèi)噴入氨水。
首先，將濕煤泥與污泥攪拌，再加水制成含水量為37～41％(質(zhì)量)混合漿，利用了污泥中水分，降低了水的加入量，控制混合漿的含水量能夠符合燃料輸送裝置的流動(dòng)裝置要求，同時(shí)污泥在水分為37～41％時(shí)的燃燒熱值為1200kcal/kg，能夠充分利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱量，水分過(guò)高則會(huì)降低燃料的燃燒熱值，水分過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致混合漿無(wú)法輸送至爐膛內(nèi)。其次，將干煤泥與白云石粉末進(jìn)行混合，能夠恢復(fù)入爐燃料的顆粒篩分組成，調(diào)節(jié)循環(huán)流化燃燒方式、改變?nèi)剂显跔t膛內(nèi)燃燒氛圍，保持燃燒的料層壓差，提高燃料的燃盡率，從而提高鍋爐效率，同時(shí)加入白云石還能起到脫硫作用，使煤泥、污泥中的部分硫、氯固定在灰渣中。第三，通過(guò)濕煤泥與污泥的配比、干煤泥與白云石的配比及想爐膛內(nèi)噴入氨水，能夠防止污泥燃燒過(guò)程中的二惡英的生成，從而對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化、減量化處理。
優(yōu)選的，提供大風(fēng)帽，所述大風(fēng)帽設(shè)置在爐膛的進(jìn)風(fēng)口處。針對(duì)爐膛密相區(qū)溫度分布不勻，采用了大風(fēng)帽，擴(kuò)大布風(fēng)面積，在保證布風(fēng)板硫化的均勻性的同時(shí)，增加一次風(fēng)量，創(chuàng)造密相區(qū)冨氧氛圍。針對(duì)粉塵粘性增加，灰顆粒度變小，受熱面積灰趨于嚴(yán)重，增加了聲波吹灰器一套，使受熱面清潔，保證主汽溫度和排煙溫度正常，最大限度的降低排煙損失，提高鍋爐效率。
優(yōu)選的，所述濕煤泥的水分含量為20～30％(質(zhì)量)。
優(yōu)選的，所述干煤泥的水分含量為11～18％(質(zhì)量)。
優(yōu)選的，所述白云石粉末的粒徑為5～8毫米。
優(yōu)選的，循環(huán)流化床鍋爐的床溫為870～930℃。
優(yōu)選的，二次風(fēng)量為38000～100000立方米/小時(shí)。
優(yōu)選的，爐膛內(nèi)料層壓差為8.0～9.0kpa。
優(yōu)選的，爐膛出口處的氧含量為6～21％(體積)。
優(yōu)選的，所述氨水的噴入速度為300～600l/h。
本發(fā)明提供了一種上述工藝在供電或供熱中的應(yīng)用。
為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，以下將結(jié)合具體的實(shí)施例與對(duì)比例詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
污水處理廠凈化污水產(chǎn)生的含水質(zhì)量70～90％污泥，無(wú)需干化處理直接由密閉車輛運(yùn)輸至濕煤泥待添加區(qū)，卸車時(shí)均勻布置在濕煤泥堆旁。然后由鏟車按照質(zhì)量比為40:1的濕煤泥和污泥的比例將濕煤泥和污泥添加至強(qiáng)力攪拌倉(cāng)，在強(qiáng)力攪拌倉(cāng)內(nèi)濕煤泥吸附污泥的水分，再加入水，制備成含水質(zhì)量37％的混合漿，由刮板機(jī)輸送至緩沖倉(cāng)，緩沖倉(cāng)內(nèi)的混合漿由輸送泵送入高壓管道，由高壓管道送至循環(huán)流化床鍋爐爐頂?shù)拿耗酀{輸送接口器，從而進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)。
將質(zhì)量比為15:1的干煤泥與白云石粉末混合制備混合粉末，混合粉末通過(guò)皮帶輸送至料倉(cāng)內(nèi)，經(jīng)爐前給料機(jī)進(jìn)入爐膛內(nèi)。
向爐膛內(nèi)以350l/h的流速噴入氨水。
爐膛的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有大風(fēng)帽，爐膛內(nèi)，混合漿、混合粉末及氨水高溫燃燒發(fā)生反應(yīng)，放出熱量后供鍋爐產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽發(fā)電供熱，高溫燃燒(溫度為900℃，二次風(fēng)量40000立方米/小時(shí)，爐膛的料層差壓維持在8.0～9.0kpa之間，爐膛出口氧量10％(體積))發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生的廢氣通過(guò)電袋復(fù)合除塵器、脫硫塔凈化后排入大氣，固體廢物送入高強(qiáng)度復(fù)合灰工藝線生產(chǎn)建材進(jìn)行綜合利用。
采用各物料的成分如表1所示，
表1
從表1中可以看出，實(shí)施例中采用的污泥煤泥漿(上述的混合漿)與加水煤泥漿比較：水分減少1％，灰份增加3％，揮發(fā)分增加1％，熱值相近。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量55mg/nm3，氮氧化物62mg/nm3符合排放要求，且無(wú)二惡英產(chǎn)生。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，不同之處在于，濕煤泥和污泥的質(zhì)量比為4:1，制成的混合漿的含水質(zhì)量為41％，干煤泥與白云石粉末的質(zhì)量比為18:1。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，且無(wú)二惡英產(chǎn)生。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，不同之處在于，濕煤泥和污泥的質(zhì)量比為99:1，制成的混合漿的含水質(zhì)量為39％，干煤泥與白云石粉末的質(zhì)量比為12:1。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，且無(wú)二惡英產(chǎn)生。
對(duì)比例1
將質(zhì)量比為3:1的濕煤泥和污泥攪拌混合，不加水獲得的混合漿的含水質(zhì)量為43.5％，含水量較高，雖符合燃料輸送裝置的流動(dòng)裝置要求，且該混合漿的熱值較低，不適于作為循環(huán)流化床鍋爐的燃料。
對(duì)比例2
將質(zhì)量比為7:1的濕煤泥和污泥攪拌混合，不加水獲得的混合漿的含水質(zhì)量為35.7％，無(wú)法采用燃料輸送裝置進(jìn)行輸送，不適于作為循環(huán)流化床鍋爐的燃料。
對(duì)比例3
本對(duì)比例與實(shí)施例1相同，不同之處在于，采用石灰石代替白云石。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量不符合排放要求，且有少量二惡英產(chǎn)生。
對(duì)比例4
本對(duì)比例與實(shí)施例1相同，不同之處在于，干煤泥與白云石粉末質(zhì)量比為20:1。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，但是有少量二惡英產(chǎn)生。
對(duì)比例5
本對(duì)比例與實(shí)施例1相同，不同之處在于，不向爐膛內(nèi)噴入氨水。
通過(guò)本實(shí)施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，但是有大量二惡英產(chǎn)生。
以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。