燃煤电厂协同处置城镇污水厂污泥焚烧发电废气治理措施研究.docxVIP

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燃煤电厂协同处置城镇污水厂污泥焚烧发电废气治理措施研究

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摘要：随着国民经济的飞速发展以及城镇化水平提升，污水的排放量与处理率也得以渐渐提高，随之也就产生了很多的污泥。而在污泥之中存在着很多有害物质，如果处置不当，则很容易就会出现二次污染，进而对人体健康与生态环境带来很大影响。目前，在我国发展进程中，污泥的处置已经成为一个重大环保性问题。因此，本文主要就城镇污水厂污泥产生及废气治理措施进行了研究。

关键词：污泥焚烧；燃煤电厂；锅炉烟气；治理措施

本文以鲁西南地区某大型燃煤发电厂为例，分析了协同处置电厂周边城镇污水厂污泥焚烧发电技术可行性，对焚烧锅炉烟气特性及治理措施进行研究。鲁西南地区某发电厂一期工程1~2号锅炉2×420t/h出力，一期续建工程3~4号锅炉2×440t/h出力，共配4台145MW中间再热凝汽式汽轮机；二期工程5~6号锅炉2×1025t/h出力，配2台330MW亚临界、单轴凝汽式汽轮机；形成了现装机总容量1240MW的规模。根据《国家能源局生态环境部关于燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设的通知》（国能发电力[2018]53号文），认为现有5、6号煤粉锅炉（2×330MW）完全具备干化掺烧污泥的优良条件，5、6号采用的是2×1025t/h固态排渣煤粉炉，设备型号为SG-1025/17.47-M881，额定主汽压力17.47MPa，额定主汽温度541℃，额定功率330MW。设计污泥和煤的掺烧比例为2%，采用污泥来源于电厂周围城镇生活污水厂，污泥含水率80%左右，入炉焚烧前采用5、6号炉SCR后的烟气干燥至含水40%以下。

1污泥产生及处置必要性

1.1污泥产生

该电厂掺烧污泥主要来源周边产生的工业废弃物及生活污泥等，污水处理设施的有效建设是城市可持续性发展的基础。根据当地环保局提供的资料，已建成的污水处理厂及企业与规划建设的污水处理厂属于一般固体废物的污泥产生量约1530t/d（含水率80%）。且目前产生的污泥由固废处置公司收集，干化后的污泥用于生产有机肥，但处理量仅为300t/d，远远不能满足现有企业污泥产生量要求，剩余无法资源化利用的污泥用于填埋，将占用大量的填埋土地。其次，由于污泥中含有的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏，会不同程度地污染地下水环境，带来二次污染的威胁。

表2.4-7污泥分析数据表

水份（Mad）

7.76%

全硫（St,ad）

1.14%

灰分（Aad）

51.76%

碳（Cad）

29.75%

挥发份（Vad）

42.34%

氢（Had）

3.53%

焦渣特征（1-8）

2

氧（Oad）

10.25%

全水（Mar）

53.30%

氮（Nad）

3.58%

固定碳（FCad）

5.91%

弹筒发热量（Qb.ad）

8.62MJ/kg

收到基低位发热量（Qnet.V）

2.74MJ/kg

干基高位发热量（Qgr.d）

9.23MJ/kg

空干基低位发热量（Qnet.ad）

8.51MJ/kg

表2.4-8污泥泥质重金属监测指标

序号

项目

单位

GB24188-2009标准值

监测值

1

总镉

mg/kg

20

0.18

2

总汞

mg/kg

25

1.42

3

总铅

mg/kg

1000

11.9

4

总铬

mg/kg

1000

33

5

总砷

mg/kg

75

8.82

6

总镍

mg/kg

200

24

7

总锌

mg/kg

4000

1040

8

总铜

mg/kg

1500

55

该电厂掺烧污泥泥质重金属监测指标能够满足《城镇污水处理厂污泥泥质》（GB24188-2009）标准。热电厂协同处置的主要方式有：湿污泥（含水率80%）直接加入锅炉掺烧，和干化或半干化（含水率40%以下）后的污泥进入循环流床锅炉或煤粉炉焚烧。

根据芮新红（南京工程学院）、周强泰（东南大学）、魏昆生（仪征化纤股份公司）等联合发表文献《煤粉锅炉掺污泥燃烧的计算和分析》（2003年11月），燃煤中掺入少量污泥（比例不大于6%），对燃料燃烧的稳定、锅炉参数和受热面工作的安全性不会产生不良影响。

另外，根据2017年广州热电有限公司采用石井污水处理厂含水率40%的干化污泥进行了一组掺烧试验，试验过程分别在220MW、280MW两种工况下，对1-10%掺烧比例的锅炉机组运行情况进行了监控。掺烧1-10%干化污泥前后的锅炉热效率变化来看，锅炉热效率未发生明显变化，说明在目前试验比例（1-10%）下，干化污泥掺烧并未造成锅炉燃料燃尽率的下降，未影响锅炉的热效率。

因此，为了避免锅炉本身热值损失并保证良好的掺烧效果，同时根据污泥产生量及本电厂的安全生产负荷情况，结合设计单位和建设单位提供的基础数据，确定污泥和燃煤的掺烧比例为2%。

污泥掺