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市政污泥电厂协同处置

栏目:行业动态 发布时间:2022-07-06

市政污泥电厂协同处置

 

目前国内大中型城市都在运行多座市政污水厂,随着社会的蓬勃发展,这些城市在不断地扩大,污水厂这一数量还在持续增大。污水处理后会产生大量污泥,污水厂机械脱水后污泥含水率在80%左右,含水率太高不便于后续资源化利用,污泥处理成为政府一道难题。2020429日,十三届全国人大常委会第十七次会议审议通过了修订后的固体废物污染环境防治法(以下简称固废法),自202091日起施行。新固废法对市政污泥处理提出了更加严格的处理要求,同时加大了政府对污泥处理的监管力度,让污泥处理难题更加严峻。

     目前处理手段为堆肥、烧砖、填埋、制陶粒、掺煤发电等;但卫生填埋已然成为一种过去式,堆肥因为环境问题受到制约,烧砖因掺比少及市场需求低导致容纳力有限,陶粒市场太多低下难以形成经济效益,综合以上污泥电厂协同焚烧最直接也是最经济、最高效的处理手段。

 

       污泥掺煤燃烧发电只有将污泥含水率降至一定程度,才能达到节约煤炭的效果,含水率太高掺烧影响煤的热值同时对炉膛有一定影响。因此污泥干化加焚烧能有效解决这一壁垒,利用热电厂废烟气为热源来干化污泥,极大降低干化成本,干化后污泥掺煤燃烧发电节约煤炭使用量,同时可将电厂产生的“水渣”进行深度干化实现可利用价值,焚烧后炉渣又可实现资源化利用。

 

研究结果表明:掺烧比例控制在10%以内,污泥掺烧对于煤的元素成分影响不大,对飞灰浓度影响不大,不会造成省煤器等受热面磨损加剧;掺烧比例控制在10%以内,烟囱出口处粉尘浓度NOxSO2都能满足超低排放要求,脱硫石膏、脱硫废水、脱硫浆液、飞灰和炉渣中重金属满足相关环保标准排放要求。

 

燃煤电厂耦合生物质发电是实现煤电低碳转型,更大幅度降低二氧化碳排放的重要发展方向,而化石燃料燃烧产生碳排放导致气候变化,造成极端天气和灾害日益严重,《巴黎协定》提出对全球气温升高需控制在2℃以内的要求,使得燃煤火电二氧化碳成为其发展最主要的制约因素。

 

国家能源局和生态环境部于2018628日批准全国84个燃煤火电厂生物质耦合发电的试点项目,包括300 MW亚临界至1000 MW超超临界燃煤电厂,预示着我国煤电企业开始在较大范围内进行生物质耦合发电改造工作。

 

由于原煤中重金属含量极低,现有燃煤电厂排放没有关于重金属排放的标准,然而污泥中含有较多重金属,发电厂掺烧污泥时必须对烟气中的重金属进行检测与控制。针对污泥重金属特性,并参照燃煤电厂超低排放标准与垃圾发电厂GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》,按照标准从严的原则制定燃煤电厂掺烧污泥烟气排放标准,并定期监测。

 

煤粉炉掺烧干化污泥后,由于污泥自身含有的重金属元素种类和含量较燃煤有一定的差异,因此煤和污泥掺烧后灰渣中的重金属含量以及烟气中有害气体的排放较单烧原煤时相比会有差异。通过检测、比较污泥和煤及其不同掺混比例后的原样及其灰渣中的重金属含量,可以初步判断样品在燃烧后重金属的迁徙转换特征。

 

污泥中的各种重金属元素的含量比煤中重金属含量偏高,但是由于掺烧比例最大8%,因此,燃料中重金属总含量并不大。掺烧污泥后,灰渣中的重金属含量较单烧单煤相比都有了一定幅度的升高,但是由于掺烧比例最大8%,整体上升幅度不大。

 

掺烧污泥与燃烧单煤相比,COHCl及其他有机气体排放浓度基本相同,SO2NOx排放变化不大,由于掺混污泥后混煤的含碳量下降,因此CO2排放浓度略有降低。污泥灰分比较多,掺烧后产生的飞灰有所增加,但由于发电厂配置了静电除尘和湿式电除尘设备,掺烧污泥后烟尘排放没有发生变化。总体来说,在最大8%掺烧比例下,与燃烧单煤相比,在污染物排放方面没有产生明显的变化,未发现由于掺烧污泥带来明显的有害气体排放浓度显著升高的状况。

 

污泥掺烧对脱硝系统运行的影响主要有烟气流量增加和灰分变化对催化剂磨损的影响以及碱金属中毒两方面。碱金属含量一类是活性碱,如氯化物、硫酸盐及碳酸盐等;另一类是非活性碱,主要存在于硅酸盐矿物中。碱金属引起催化剂中毒包括物理中毒和化学中毒,其中物理中毒是因为燃煤锅炉SCR脱硝系统中,碱金属通常不以液态形式存在,其盐颗粒只是沉积在催化剂表面或堵塞催化剂的部分孔洞,阻碍NONH3向催化剂内部扩散,从而使催化剂中毒失活。若有水蒸汽在催化剂上凝结,碱金属将引起化学中毒。

 

最大8%比例污泥掺烧后,烟气流量略有增加,灰分略有增加,幅度也很小,但由于目前常用的印尼褐煤灰分远低于设计煤种的灰分,因此对催化剂磨损影响较小。对于物理中毒,由于污泥灰中碱金属成分和发电厂常用煤种碱金属成分偏差不大,加上掺烧比例较低,基本没有发生变化。并且通过有效的吹灰,不会发生大量沉积,因此不会因为掺烧污泥导致物理中毒趋势增加。同样,由于SCR(选择性催化还原法)脱硝系统区域烟气温度控制较高,水蒸气不会在SCR脱硝系统区域凝结,化学中毒趋势也不会明显变化。总的来说掺烧最大8%污泥不会对锅炉掺烧对SCR脱硝系统运行带来明显影响。


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