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1、流化床焚烧炉污泥焚烧工艺特性研究摘要：本研究以德国stuttgart-muhLhausen污水处理厂的鼓泡式流化床焚烧炉为主要研究对象,分析了污泥处理和焚烧工艺流程及其特点,探讨了鼓泡式流化床焚烧炉污泥焚烧的工艺特性。关键词：污泥焚烧流化床焚烧炉鼓泡式 1 污泥处理与处置的方法 污泥处理与处置的目的与其他废弃物的处理与处置一样,都是以减量化、资源化、无害化为原则。目前在世界各国,填埋、农用和焚烧是污泥处置的几种主要方法,附表[1]就一些发达国家中使用此几种处理方法的比例进行了比较。近几年来,污泥焚烧技术已经成为处理污泥的主流,愈来愈受到重视。 这是因为焚烧法与其它方法相比具
2、有突出的优点:①焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化,因而最终需要处置的物质很少,不存在重金属离子的问题,有时焚烧灰可制成有用的产品,是相对比较安全的一种污泥处置方式;②污泥处理速度快,不需要长期储存;③污泥可就地焚烧,不需要长距离运输;④可以回收能量用于发电和供热。 2 污泥焚烧工艺的兴起与发展 污泥焚烧(热分解)是指在高温(500～1000℃)下,污泥固形物在无氧气或者低氧气氛中分解成气体、焦油以及灰等残渣这3部分的过程。污泥焚烧的对象主要是脱水泥饼。污泥脱水后的滤饼含水率仍达45%～86%,干燥处理后污泥含水率可降至20%～40%,焚烧处理后含水率可降至0,体积很小
3、,便于运输与处置。 污泥焚烧的初期研究是由美国的诺亚克(noack)(于1959年)、施莱辛格(schLesinger)等人(于1960年在彼得堡能源中心(pittsburgenergycenter)开始的,其共同的特点是以回收能源为目的[2]。脱水污泥(水分65%～85%,其固体热值为7500～15000kJkg)的热值低,因此,焚烧过程中必需添加辅助燃料,所以应该设计辅助燃料最少的流程。世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国Lynnwordwashington,至今仍在运行。目前,污泥焚烧是日本、奥地利、丹麦、法国、瑞士、德国等国污泥处置的主要方法。韩国正在k
4、wangdongLi污水处理厂试运行污泥焚烧新工艺。泰国samutprakarn正在建设东南亚规模最大的污水处理厂,其污泥处理单元将采用焚烧工艺。在我国的城市污水厂中,只有深圳特区污水处理厂用于焚烧,对工业废水污泥的焚烧,国内应用的也很少。4 焚烧炉型有回转型如回转式焚烧炉、多段型如立式多段炉(多段竖炉)及流化床型等。流化床焚烧炉有如下特点:①由于流化层内粒子处于激烈运动状态,粒子与气体之间的传质与传热速度很快,单位面积的处理能力很大。②由于流化床层内处于完全混合状态,所以加到流化床的固体废物,除特别粗大的块体之外,都可以瞬间分散均匀。③由于载体本身可以蓄存大量热量,并且处于流
5、动状态,所以床层反应温度均匀,很少发生局部过热现象,床内温度容易控制。即使一次投入较多量的可燃性废弃物,也不会产生急冷或急热现象。④在处理含有大量易挥发性物质时(如含油污泥),也不会像多段炉那样有引起爆炸的危险。⑤流化床的结构简单,设有机械传动部件,故障少,建造费用低。⑥空气过剩系数可以较少。⑦特别是流化床焚烧炉还具有其本身独特的优点:燃料适应性广,易于实现对有害气体so2和nox等的控制,还可获得较高的燃烧效率,污泥焚烧的灰份有多种用途等等。因此,流化床焚烧炉得到了较好的应用,其型式有道尔奥利弗(dorroLiver)流化床焚烧炉、考可兰(copeLand)式流化床焚烧炉、回旋
6、型流化床焚烧炉、带干燥段的流化床焚烧炉等. 虽然焚烧法与其它方法相比具有突出的优点,但是另一方面随着焚烧工艺的使用,它所存在的若干问题也日渐暴露出来。其一,焚烧需要消耗大量的能源,而能源价格又不断上涨,焚烧的成本和运行费均很高;其二,存在烟气污染问题,噪声、震动、热和辐射以及产生成为环境热点的二恶英污染问题。各发达国家都在制定更严格地固体焚烧炉烟气的排放标准,这也将给剩余污泥的焚烧提出更高的要求。所以,开发热效率高,并能把环境污染控制在最小限度的焚烧工艺成为当务之急。 综上所述,目前焚烧工艺被世界各国认为是污泥处理中的最佳实用技术之一。在欧洲、美国、日本等国家,该工艺已日渐成
7、熟,它以处理速度快,减量化程国家,该工艺已日渐成熟,它以处理速度快,减量化程来,世界各国的环境条件均对废弃物处理所花费的时间和所占的空间提出了更为严格的要求,因而污泥焚烧技术已逐步成为污泥处理的主流技术,愈来愈受到世界各国的青睐。我国在废物焚烧的研究方面起步较晚,特别是在污水厂剩余污泥焚烧这一领域更是缺乏系统的研究,因此对污泥处理中焚烧这一技术的研究就显得日益重要。 3 流化床焚烧炉焚烧工艺特性 3．1 m櫣hLhausen污水处理厂污泥处理工艺流程 污泥处理工艺流程见图1
