华电技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (10): 50-60.doi: 10.3969/j.issn.1674-1951.2021.10.006
收稿日期:
2021-03-20
修回日期:
2021-07-01
出版日期:
2021-10-25
通讯作者:
* 付江涛(1977—),男,湖北石首人,高级工程师,从事节能环保方面的研究(E-mail: jt_flyer@163.com)。作者简介:
陈全喜(1981—),男,湖北武汉人,工程师,从事节能环保方面的研究(E-mail: 13476082827@163.com)。
基金资助:
CHEN Quanxi1(), FU Jiangtao2,*(
)
Received:
2021-03-20
Revised:
2021-07-01
Published:
2021-10-25
摘要:
分析市政污泥耦合燃煤电厂发电的政策形势和应用现状,总结市政污泥耦合燃煤电厂发电工艺流程中的关键因素,包括含水率、热值、含砂率、污泥干化和耦合焚烧过程中重金属、二噁英等污染物的产生和抑制方法,并对比各种市政污泥深度脱水及干化工艺的优缺点。对煤粉锅炉和循环流化床锅炉耦合市政污泥的技术路线进行对比,进而分析了耦合污泥对不同炉型发电工艺的影响。研究结果表明:为更好地实施市政污泥耦合燃煤发电项目,应减少污泥中的含砂量,降低干化设备和锅炉设备的磨损;同时对耦合燃烧产生的飞灰和炉渣进行实时监测和治理,减少二次污染;创新协调水务企业、燃煤发电企业、电网企业和政府关系,保证项目技术经济性。
中图分类号:
陈全喜, 付江涛. 市政污泥耦合燃煤电厂发电关键因素分析与展望[J]. 华电技术, 2021, 43(10): 50-60.
CHEN Quanxi, FU Jiangtao. Analysis and prospect of key factors affecting the coupling of municipal sludge combustion and coal-fired power plants[J]. Huadian Technology, 2021, 43(10): 50-60.
表3
干化市政污泥与煤的重金属成分分析
元素 | 干化市政污泥 | 煤 |
---|---|---|
As | 38.00±0.50 | 1.83±0.54 |
Ba | 266±49 | 376±74 |
Cd | 2.30±1.70 | 0.21±0.07 |
Cr | 143±30 | 24±2 |
Co | 9.6±2.3 | 6.0±1.1 |
Cu | 283±45 | 25±3 |
Hg | 0.850±0.130 | 0.058 |
Ni | 51.0±14.0 | 17.3±3.0 |
Mn | 396±66 | 176±9 |
Pb | 32±8 | 34±4 |
Sb | 3.30±1.00 | 1.67±0.38 |
Se | <1.3 | 2.4±0.8 |
Sr | 120±19 | 85±7 |
Ti | 2 743.00±38.00 | 0.33±0.08 |
Zn | 556±90 | 43±10 |
表4
市政污泥耦合燃煤电厂发电技术经济性对比
项目 | 污泥直接掺烧 | 直接干化耦合掺烧 | 间接干化耦合掺烧 |
---|---|---|---|
干化热源 | 无要求 | 锅炉空气预热器前高温烟气、低温排烟或人造热风 | 电厂饱和蒸汽、导热油、热空气 |
工艺流程 | 湿污泥直接输送至煤场,与煤混合后进入破碎机(循化流化床)或磨煤机(煤粉炉)。工艺流程相对简单、可靠 | 污泥干燥工艺相对复杂,尾气处理工艺复杂,热源选择较灵活。干化污泥直接送入磨煤机或煤场 | 间接干化装置要求较高,需防止蒸汽凝结水污染。干化污泥直接送入磨煤机或煤场 |
技术优势 | (1)技术最直接、简单; (2)投资少、建设快、运行成本低; (3)避免产生恶臭气体; (4)利用锅炉污染物脱除系统可完全满足污泥掺烧后的排放标准 | (1)降低干化过程中污泥爆炸的风险; (2)炉膛高温环境可消解污泥中有毒有害物质和干化过程中产生的废气; (3)利用锅炉污染物脱除系统可完全满足污泥掺烧后的排放标准 | (1)污泥掺烧量可调、实现规模化应用; (2)炉膛高温环境可消解污泥中有毒有害物质和干化过程中产生的废气; (3)利用锅炉污染物脱除系统可完全满足污泥掺烧后的排放标准 |
存在问题 | 掺烧污泥量较少;易出现由于掺混不均导致制粉系统堵塞或者干燥出力不足;湿污泥露天堆放或长时间堆放可能会散发臭气,造成掺混环境恶劣 | 掺烧污泥量介于直掺和间接干化之间;抽取高温烟气会对锅炉热效率产生负面影响;需设置完善的尾气处理系统 | 系统较复杂;需设置完善的干化尾气处理系统 |
专用设备 | 湿污泥储存仓,液压输送设备,槽罐车 | 污泥直接干化装置,储存仓 | 污泥间接干化装置,储存仓 |
入炉污泥 | 含水率80%,热值较低 | 含水率10%~40%可调,热值较高 | 含水率10%~40%可调,热值较高 |
环保排放 | 炉床温度较低,可能产生二噁英,环保风险高 | 污泥中随水分蒸发携带的H2S,NH3,CH4S和C2H6S,水蒸气等废气,需完善的尾气处理设施 | 污泥干化过程中,水分冷凝后残余的不凝气可以使用送风机送入炉膛中进行焚烧,但会降低锅炉效率 |
适用炉型 | CFB锅炉、回转窑 | 适用于绝大部分锅炉 | 适用于绝大部分锅炉 |
初期投资 | 低 | 中等 | 较高 |
运行费用 | 低 | 中等 | 高 |
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