探索兩種不同含水率的污泥焚燒研究

傅海榮 王 烽 郭水鋼 湯雪峰 管力壯 黃鳳華 徐 濤

（紹興市清能環保有限公司）

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污泥是個被人放錯地方的“寶物”，以前基本都是堆肥和填埋為主，長時間會污染環境，對生態保護影響非常大。現基本都是焚燒為主。本文介紹了某公司焚燒爐存在焚燒干泥不足的情況，為了提高鍋爐的效率，決定對某環保公司的深度脫水污泥進行試燒。

1 某公司焚燒爐概述

某焚燒爐是由南通萬達鍋爐股份有限公司生產的90t／h次高溫次高壓、污泥、煤混燒高溫分離異重循環流化床鍋爐。給料系統分為給污泥和給煤兩個系統。爐渣通過水冷布風板中間一個排渣管排出，接至冷渣分選裝置冷卻后連續出渣。煙氣處理采用的是爐內干法脫硫-SNCR（布置在爐膛出口水平煙道）-SCR（布置在省煤器中間集箱）-活性炭吸附-布袋除塵-石灰石-石膏濕法脫硫-濕電除塵工藝。

2 某公司試燒深度脫水污泥的前期工作安排

2.1 杭州某公司的工作

1）提供脫水后半干污泥的全分析報告。需第三方檢測單位提供該半干污泥的含水率、熱值、總硫、總氮、氯離子含量，脫水后半干污泥絕干值的重量增加量等有關數據。

2）做好干污泥的粉碎工作，并將粉碎后的污泥運至清能公司指定的庫房。

3）運輸需符合規范，協同做好運行過程的聯單工作。

2.2 某公司的工作

1）為驗證深度脫水后半干污泥利用某公司焚燒爐焚燒處置的可行性，計劃于2021年10月6～7日（6日16：00時～7日16：00時）對該污泥進行268t的焚燒處置生產性試驗，試燒時間24h。

2）某環保公司試燒的268t破碎的新壓板半干污泥堆放于某公司干污泥庫外側，內側留空用作試燒時烘干污泥的堆存，發電部根據現場實際規范好堆放區域，盡可能清空干污泥庫存。半干污泥輸送路線：行車抓入料斗→＃5皮帶→＃6皮帶→＃3皮帶→＃7皮帶→六樓污泥短皮帶→＃4爐污泥倉→＃1、＃2污泥絞龍→焚燒爐。

3）試燒前設備部對某公司焚燒爐爐運行存在的缺陷進行處理，包括污泥輸送系統、輔機、脫硝脫硫系統、除塵輸灰系統，DCS儀表等。

4）生技部聯系運維單位對煙囪在線儀表進行維護，做到儀表的準確性。

5）污泥進廠過磅卸在指定區域，采供部、安監部做好相關手續，類同于污水廠污泥進廠。

3 某公司試燒深度脫水污泥的期間的工作安排

1）公司生技部為試燒工作的牽頭部門，總體負責試燒期間的各項工作協調，發電部、采供部、設備部等相關部門做好配合。

2）試燒分三個不同的入爐量進行，前8h進泥量為8t／h，折算每天為200t左右；8h候逐漸加量至13t／h，折算為每天300t；后8h進泥量增加至17t／h，折算每天400t。調節＃5皮帶變頻控制入爐量。

3）試燒必須在排放指標達標下進行，試燒期間按照垃圾爐排放指標控制，可不執行超低排放，運行人員需認真監視排放數據，如排放有超標風險及時減量。

4）發電部每班對入爐污泥、爐渣進行取樣并化驗。

5）發電部每值安排專人負責記錄試燒期間某公司焚燒爐爐的運行數據。具體數據包括進泥量、用煤量、爐溫、各風機開度及電流、蒸發量、爐內噴鈣量、氨水噴入量、吸收塔供漿量及排放尾氣數據等，要求每小時記錄1次。

4 某公司試燒深度脫水污泥的試驗情況

1）某公司焚燒爐運行參數：一次風量在54000nm3／h左右調節，床壓保持在10.3kPa左右，二次風機開度98%，煙氣含氧量3.5%左右，爐膛沸下溫度850℃左右，二線煤計量開度27%左右，引風機開度69%左右。吸收塔和環保設備運行情況：吸收塔漿液密度1085左右，液位保持在5.5m左右，5：30分吸收塔供漿液一次（與上次供漿時間相隔6h），總體的脫硫效率能達到98%以上，石膏未脫；濕電除塵二次電流250mA左右，氨水噴入量90L／h左右，爐內噴鈣星型閥開度30%左右。

2）污泥與燃料輸送圖如下圖所示，焚燒爐的焚燒的運行情況如表1～表8所示。

表8

圖 污泥與燃料輸送圖

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

5 某公司試燒深度脫水污泥的試驗中出現的問題、原因分析及危害

（1）問題

①煤耗高。②引風機的電耗增加。③排煙溫度上升。④飛灰量增加。⑤煙氣流速上升。⑥煙氣濕度上升。⑦產汽比低。⑧CO高。

（2）分析

①污泥的水分大，熱值低。②污泥的水分大，爐膛溫度降低，爐膛內輻射傳熱減少，煙氣中的非可燃成分主要是N2、CO2、H2O較多，使煙氣量增加。低氧，空氣量不夠，形成大量未燃盡的顆粒，在后煙道燃燒。懷疑污泥揮發份低。③爐膛溫度低，低氧，燃燒不充分。懷疑污泥揮發份低，灰份高。煤量的增加。④引風機開度的上升。⑤污泥的水分大。⑥污泥的水分大，熱值低。煤耗高。

（3）危害

①給煤量的提高，在煤炭價格居高不下的現狀下，經濟效益下降。②煙氣中的灰量提高，加大了受熱面的積灰，煙氣流通阻力加大及受熱面的傳熱惡化，蒸汽參數降低。③煙氣流速度過快，加大受熱面磨損，易造成管子泄漏，造成非停事故。④提高飛灰的處置成本和減少了飛灰填埋的庫容量。⑤煙氣濕度大，會造成除塵布袋堵塞、水解、結露。煙塵視鏡因濕氣大，模糊，造成煙塵指標的失準。⑥鍋爐效率低。⑦爐膛內的物料燃燒不充份，灰渣含炭量較高，經濟比低，并且容易造成煙氣指標超標。

6 結束語

1）在實際運行調整中，發現某深度脫水污泥濃度高，比重大，爐膛的密相區下部壓力明顯提升，物料返料量也增加。但是含氧量較低，內部空氣量過低，運行只能通過加大一、二次風量和減少入爐污泥量來控制煙氣排放指標。因為污泥廢氣中有不少揮發性物質，接入至一次風內后，加大一次風流化風量，反而導致大量廢氣量進入爐內耗氧揮發。破壞整個燃燒系統的平衡。在11：00加大污泥量焚燒量（皮帶150轉），床壓逐步升高，出渣量逐步提升，出渣的煤炭固廢量增加，總排和外界空氣中的CO濃度提高，13：10噴渣一次。此時煙氣濕度也大，在未調節濕電除塵二次電流前提下，煙塵指標開始有小幅波動。

2）運行期間。①氮氧化物指標下降，因為降低氮氧化物排放的目的前提是：降低過量空氣系數，使煤粉在缺氧條件下燃燒；降低燃燒溫度，防止產生局部高溫（以上兩個條件在投燒深度脫水污泥時完全達到）。但是不提倡，會嚴重降低鍋爐的效率。②機械不完全燃燒，熱損失較嚴重（煤炭固廢量大，煤顆粒大是一方面原因，爐膛溫度低，低氧）。③化學不完全燃燒，熱損失較嚴重（CO指標高，燃燒不充分，低氧，二次風量不夠）。④排煙溫度熱損失較嚴重，焚燒爐熱效率下降（投燒深化污泥已達到）。

3）建議。因為當時的焚燒爐的二次風取風口為空氣（按設計標準要求），后因污泥廢氣量的增加（接入一次風內），導致焚燒爐的一次風至污泥干化車間廢氣風管的吸力減小，存在冒正壓的情況，公司決定把焚燒爐的二次風取風口接入廢氣風管內，因取風管道太長，二次風機運行達到滿負荷時，風管產生間歇性喘振，電流經常性的波動，只能采取降低風機的出力。如果要燒深化脫水污泥，運行調整的關鍵在于保證其物料循環與正常流化基礎上調節燃燒工況，還應密切注意床溫、床壓，及時調整給煤量及出渣量。①首先運行操作時需要注意一二次風的配比，保證合理的空氣系數，一次風保持正常流化，二次風根據含氧量（正常時應為8%～10%）、爐膛負壓、煙氣指標等進行調節。一次風、二次風比例保持6∶4不變。②提高二次風入爐的供給量（需要進行設備改造），保證原始設計參數。在大量污泥入爐時，通過二次風的氣相擾動和二次助燃，使得高溫煙氣在爐膛密相區和稀相區之間形成“旋渦”，延長煙氣的停留時間，使污泥充分燃燒，降低化學不完全熱損失，提高煙氣指標的可控性。③當二次風機出力已經達到99%，及時加大一次風量，補足總風量。④加大污泥的破碎粒度，達到入爐燃料的標準。