含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的研究分析

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1、第40卷第3期化工机械311含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的研究分析张文武幸1余云松2张早校2(1．中国石化集团资产经营管理有限公司扬子石化分公司；2．西安交通大学过程装备与控制工程系)擒要为了高效低成本处理含油污泥，提出了含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的工艺。重点介绍了采用雾化喷燃舍油污泥的过程。揭示了含水率对于污泥特性影响，探讨了在不同含油污泥与煤混烧比条件下，锅炉效率和污染物排放的变化规律。结果发现污泥含水率越低，炉膛里面的能量损失越小。含水率为90％时，具有较优流动特性。掺烧污泥对燃煤锅炉效率影响较小，在最大污泥掺烧比条件下混合

2、燃烧效率比煤粉单独燃烧时锅炉效率仅减小0．17％。掺烧处理每吨污泥耗煤0．14t。分析表明：处理某大型化工厂的3万t／a污泥的运行费用折合标准煤为4248t。因此，污掺烧具有较好的环保经济效益。关键词煤粉锅炉含油污泥雾化混烧中图分类号TQ052．71文献标识码A文章编号0254-6094(2013)03-031l-06含油污泥是化工、石油等大型企业在生产产品过程中不可避免的产物，其成分常常包括了苯、酚等毒性物质，具有恶臭气味。同时，含油污泥常常具有可燃成分。因此，从保护环境和回收能量出发，业界常常通过化学或者物理方法处理含油污泥

3、¨。o。目前，国内外对含油污泥处置主要采用以下几种方式：焚烧法、作为肥料农用、分离、热解、化学热洗、焦化处理、生物处理和填埋¨’4。，其中，由于焚烧处理可以大大减少污泥的体积和重量，同时，焚烧后污泥只剩下少量的无机物，而且焚烧后的固体灰可用作建筑材料，因此，研究者对此方法开展了广泛的研究¨。。对含油污泥脱水后进行焚烧是广泛采用的一种工业应用方法¨1，例如陕西延长石油集团采用专门的设备焚烧污泥，实现了含油污泥的完全处理。此外，针对含油污泥焚烧过程，已经发展了包括焚烧炉系统和尾气处理系统在内的全套处理工艺，烧渣产量达到3％一5％，焚

4、烧每吨污泥耗油18．5kg，能耗成本较低¨’81，但是总的设备投资成本较高。为了提高焚烧效率，流化床被广泛应用于含油污泥燃烧系统p’旧J，实验验证高约12m、炉床截面为0．5m×0．5m的流化床可以实现含油污泥的高效焚烧。但是，焚烧后排放的污染物仍然有待进一步净化。上述研究结论表明污泥焚烧设备、污泥干化设备投资成本和运行成本高，污泥焚烧过程中产生的烟气中含有许多有害物质，其中包括粉尘、酸性气体、重金属以及有机物等。因此，开发一种低成本、低污染物排放的含油污泥焚烧处理技术具有重要意义。因此，笔者提出了在煤粉炉中将含油污泥与煤混烧处

5、理的工艺，探索含油污泥与煤粉混合燃烧的技术可行性，并考虑节约成本。同时，回收利用热能，实现煤和含油污泥尽可能的完全燃烧，降低污染物排放的目的。该工艺直接将含油污泥泵送至喷嘴，经过雾化与煤混烧，以提高燃烧效率，降低含油污泥处理的成本。1混烧处理工艺以某石化企业中化工厂产生的化工污泥为研究对象，其主要包括的含油污泥有罐底泥、隔油池浮渣、活性污泥，其中，隔油池浮渣的油成分含量较大、粘性较大，轻烃成分较多，热值较高。为了克服污泥干化昂贵的设备投资和运行成本高的问题，且避免轻烃组分的挥发损失和干污泥焚烧过程中可能产生的二次污染问题，笔者提

6、出了一种将含油污泥送入煤粉锅炉炉膛雾化喷燃处理的方法。为达到上述目的，采用的方案是：将经过机械脱水的高含水率化工污泥通过污泥输送泵送到搅}张文武，男，1963年5月生，高级工程师。江苏省南京市，210048。312化工机械2013年拌器进行前期处理，调整其含水率使其粘性达到喷射流动性要求后，再送入污泥喷嘴在雾化蒸汽作用下在煤粉锅炉炉膛内雾化燃烧实现污泥的减量化处理。该处理方案的有益效果是：喷枪雾化与炉膛内的煤粉混合较为充分、燃烧效果好、污泥处理量大、处理彻底，工艺流程简单、设备投资和运行成本低。化工污泥经蒸汽雾化后喷入煤粉炉掺烧

7、能达到很好的处理效果，实现其无害化和减量化。且掺烧处理对煤粉炉系统的影响小，不会造成二次污染，还可以利用锅炉系统的脱硫和脱硝装置对尾气净化处理。该处理流程如图1所示：将化工厂送来的污泥进行前期处理，使污泥粘性达到喷雾要求，用泵将污泥送到炉膛喷嘴处喷入炉膛，利用炉膛的高温燃烧处理污泥，消除了污泥中的有害物质。锅炉采用电厂煤粉锅炉，对于后续的燃烧产物，可以通过锅炉的烟气处理装置进行处理。图1掺烧污泥处理流程简图2混烧模型含油污泥混烧处理的主要研究对象是某石化热电厂酌煤粉锅炉，要求实现lOt／d(最大20t／d)含油污泥的连续处理能力

8、。煤粉锅炉的基本参数如下：容量220t／h蒸汽绝对压力9．8NPa蒸汽温度535。C给水温度215'13排烟温度144。C排渣方式固态排渣含油污泥喷人炉膛掺烧处理，可以将含油污泥看成一种高水分的特殊燃料(污泥中含有可燃成分)，其模型建立中的污泥相对密度的计算公式