摘 要: 利用電廠現(xiàn)有的循環(huán)流化床鍋爐，將污泥與燃煤按一定比例混合使用，試驗(yàn)研究此工藝技術(shù)的可行性，分析摻燒污泥燃料后對鍋爐燃燒工況、熱工性能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及煙氣治理等方面的影響，以此實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化以及資源化處理。

關(guān)鍵詞: 循環(huán)流化床鍋爐; 生物燃料; 試驗(yàn); 研究

0 前言

伴隨社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市雨污分流覆蓋面不斷加大，市政污泥如何處理已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵瓶頸。污泥是污水處理的副產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，通常含有大量的有毒、有害物質(zhì)，必須得到妥善處理。為此，友聯(lián)熱電利用無錫華光鍋爐研發(fā)的循環(huán)流化床干化焚燒一體化技術(shù)，進(jìn)行了鍋爐性能測試及污染物排放測試，并對焚燒產(chǎn)生的灰渣重金屬含量進(jìn)行了測試分析。

1 循環(huán)流化床干化焚燒一體化工藝路線

無錫新城水處理廠和梅村水處理廠產(chǎn)生的污泥先通過板框壓濾進(jìn)行深度脫水，得到含水率約 60%的固體泥餅，然后在干化車間進(jìn)行蒸汽干化，得到含水率約 38% 的污泥生物質(zhì)固體燃料，采用帶密封蓋的自卸車將污泥固體生物質(zhì)燃料運(yùn)輸并卸載到友聯(lián)熱電干煤棚加煤口處。在干煤棚按照試驗(yàn)比例混配后，進(jìn)入滾筒篩、碎煤機(jī)破碎至 8 mm 粒徑以下，再利用輸煤皮帶送入爐前給煤機(jī)進(jìn)入爐膛焚燒，工藝路線如圖 1。

2 測試內(nèi)容及方法

按照循環(huán)流化床鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程，進(jìn)行了污泥燃料指標(biāo)、摻燒量、燃料煤分析指標(biāo)、鍋爐熱工性能等測試和化驗(yàn)，按照生活垃圾焚燒處理標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了煙氣排放指標(biāo)、灰渣重金屬指標(biāo)的試驗(yàn)分析。

( 1） 污泥燃料的檢測結(jié)果

對深度脫水后的污泥燃料進(jìn)行了取樣分析，燃料特性如表 1，含水率為 59. 1% ，重金屬含量較低，含少量 As、Ba 等，符合 GB 24188—2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)限值。

（2） 燃煤的選取與采樣分析

考慮污泥燃料水分高、發(fā)熱量低的特點(diǎn)，為達(dá)到CFB 鍋爐入爐熱值，滿足穩(wěn)定燃燒和負(fù)荷要求，采用低灰高熱值的蒙煤按比例摻燒。

（3） CFB 鍋爐運(yùn)行曲線

圖 2 給出了在表 3 中不同的污泥燃料摻燒比例下，CFB 鍋爐床溫和負(fù)荷的曲線，可見，隨著污泥摻燒比例的增加，同樣鍋爐負(fù)荷下，床溫下降。由于床溫低于 850 ℃時，將影響 SNCR 的脫硝效率，同時兼顧 SO2 的排放濃度，入爐熱值不易偏離設(shè)計值，所以摻燒比例不宜高于 35% 。

（4） CFB 鍋爐熱工性能測試結(jié)果

表 4 給出了 3 種不同摻燒比例工況下的熱工性能測試結(jié)果。3 種工況下熱負(fù)荷均達(dá)到額定設(shè)計負(fù)荷( 100 t /h) 的 80% 以上，鍋爐燃燒工況穩(wěn)定，飛灰、渣含碳量較低，測試熱效率為 89. 91% 、89. 93% 、 89. 89% 。

（5）CFB 鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能結(jié)果

圖 3 反映了在 3 種不同污泥燃料摻燒比例下的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能，包括產(chǎn)汽率、主蒸汽成本、脫硝、脫硫氨水、石灰石使用量等，測試結(jié)果表明隨著摻燒比例增加，主蒸汽成本最大下降 2.34 元/t，綜合考慮認(rèn)為控制污泥燃料摻燒比例在 35% 范圍內(nèi)，將有助于提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能。如進(jìn)一步提高摻燒比例，需要綜合考慮傳熱效率降低對鍋爐整體熱效率的影響以及高濃度灰分對受熱面磨損等不利因素。

（6）CFB 鍋爐煙氣排放測試結(jié)果

表 5 給出了 3 種工況下的煙氣排放測試結(jié)果， SO2、NOx 脫硫塔出口排放濃度遠(yuǎn)低于 GB 13223— 2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的限值，并達(dá)到江蘇省超低排放特別限值要求，煙氣中的鉛，砷、鉻、 鎘、汞濃度遠(yuǎn)低于 GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的限值。3 個工況下爐內(nèi)焚燒溫度均大于 850 ℃，產(chǎn)生的二惡英排放濃度遠(yuǎn)低于限值。

3 結(jié)論

依據(jù)國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法，在 80% 額定負(fù)荷以上、連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行的工況下，對無錫友聯(lián)熱電100 t /hCFB 鍋爐進(jìn)行了蒙煤摻燒干化污泥燃料的研究測試。測試結(jié)果表明，在 CFB 鍋爐上摻燒適當(dāng)比例的干化污泥是經(jīng)濟(jì)可行的，煙氣污染物的排放符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。該研究試驗(yàn)為 CFB 鍋爐摻燒污泥發(fā)電及解決日益增加的污泥處理量，探索了一種新的工藝和途徑，有良好的社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。