市政污泥電廠協同處置

          欄目:綜合信息 發布時間:2022-02-01
          目前國內大中型城市都在運行多座市政污水廠,隨著社會的蓬勃發展,這些城市在不斷地擴大,污水廠這一數量還在持續增大。污水處理后會產生大量污泥,污水廠機械脫水后污泥含水率在80%左右,含水率太高不便于后續資源化利用,污泥處理成為政府一道難題。

               目前國內大中型城市都在運行多座市政污水廠,隨著社會的蓬勃發展,這些城市在不斷地擴大,污水廠這一數量還在持續增大。污水處理后會產生大量污泥,污水廠機械脫水后污泥含水率在80%左右,含水率太高不便于后續資源化利用,污泥處理成為政府一道難題。2020年4月29日,十三屆全國人大常委會第十七次會議審議通過了修訂后的固體廢物污染環境防治法(以下簡稱固廢法),自2020年9月1日起施行。新固廢法對市政污泥處理提出了更加嚴格的處理要求,同時加大了政府對污泥處理的監管力度,讓污泥處理難題更加嚴峻。
               目前處理手段為堆肥、燒磚、填埋、制陶粒、摻煤發電等;但衛生填埋已然成為一種過去式,堆肥因為環境問題受到制約,燒磚因摻比少及市場需求低導致容納力有限,陶粒市場太多低下難以形成經濟效益,綜合以上污泥電廠協同焚燒最直接也是最經濟、最高效的處理手段。

                 污泥摻煤燃燒發電只有將污泥含水率降至一定程度,才能達到節約煤炭的效果,含水率太高摻燒影響煤的熱值同時對爐膛有一定影響。因此污泥干化加焚燒能有效解決這一壁壘,利用熱電廠廢煙氣為熱源來干化污泥,極大降低干化成本,干化后污泥摻煤燃燒發電節約煤炭使用量,同時可將電廠產生的“水渣”進行深度干化實現可利用價值,焚燒后爐渣又可實現資源化利用。

          研究結果表明:摻燒比例控制在10%以內,污泥摻燒對于煤的元素成分影響不大,對飛灰濃度影響不大,不會造成省煤器等受熱面磨損加劇;摻燒比例控制在10%以內,煙囪出口處粉塵濃度NOxSO2都能滿足超低排放要求,脫硫石膏、脫硫廢水、脫硫漿液、飛灰和爐渣中重金屬滿足相關環保標準排放要求。

          燃煤電廠耦合生物質發電是實現煤電低碳轉型,更大幅度降低二氧化碳排放的重要發展方向,而化石燃料燃燒產生碳排放導致氣候變化,造成極端天氣和災害日益嚴重,《巴黎協定》提出對全球氣溫升高需控制在2℃以內的要求,使得燃煤火電二氧化碳成為其發展最主要的制約因素。

          國家能源局和生態環境部于2018628日批準全國84個燃煤火電廠生物質耦合發電的試點項目,包括300 MW亞臨界至1000 MW超超臨界燃煤電廠,預示著我國煤電企業開始在較大范圍內進行生物質耦合發電改造工作。

          由于原煤中重金屬含量極低,現有燃煤電廠排放沒有關于重金屬排放的標準,然而污泥中含有較多重金屬,發電廠摻燒污泥時必須對煙氣中的重金屬進行檢測與控制。針對污泥重金屬特性,并參照燃煤電廠超低排放標準與垃圾發電廠GB 18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》,按照標準從嚴的原則制定燃煤電廠摻燒污泥煙氣排放標準,并定期監測。

          煤粉爐摻燒干化污泥后,由于污泥自身含有的重金屬元素種類和含量較燃煤有一定的差異,因此煤和污泥摻燒后灰渣中的重金屬含量以及煙氣中有害氣體的排放較單燒原煤時相比會有差異。通過檢測、比較污泥和煤及其不同摻混比例后的原樣及其灰渣中的重金屬含量,可以初步判斷樣品在燃燒后重金屬的遷徙轉換特征。

          污泥中的各種重金屬元素的含量比煤中重金屬含量偏高,但是由于摻燒比例最大8%,因此,燃料中重金屬總含量并不大。摻燒污泥后,灰渣中的重金屬含量較單燒單煤相比都有了一定幅度的升高,但是由于摻燒比例最大8%,整體上升幅度不大。

          摻燒污泥與燃燒單煤相比,COHCl及其他有機氣體排放濃度基本相同,SO2NOx排放變化不大,由于摻混污泥后混煤的含碳量下降,因此CO2排放濃度略有降低。污泥灰分比較多,摻燒后產生的飛灰有所增加,但由于發電廠配置了靜電除塵和濕式電除塵設備,摻燒污泥后煙塵排放沒有發生變化??傮w來說,在最大8%摻燒比例下,與燃燒單煤相比,在污染物排放方面沒有產生明顯的變化,未發現由于摻燒污泥帶來明顯的有害氣體排放濃度顯著升高的狀況。

          污泥摻燒對脫硝系統運行的影響主要有煙氣流量增加和灰分變化對催化劑磨損的影響以及堿金屬中毒兩方面。堿金屬含量一類是活性堿,如氯化物、硫酸鹽及碳酸鹽等;另一類是非活性堿,主要存在于硅酸鹽礦物中。堿金屬引起催化劑中毒包括物理中毒和化學中毒,其中物理中毒是因為燃煤鍋爐SCR脫硝系統中,堿金屬通常不以液態形式存在,其鹽顆粒只是沉積在催化劑表面或堵塞催化劑的部分孔洞,阻礙NONH3向催化劑內部擴散,從而使催化劑中毒失活。若有水蒸汽在催化劑上凝結,堿金屬將引起化學中毒。

          最大8%比例污泥摻燒后,煙氣流量略有增加,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遠低于設計煤種的灰分,因此對催化劑磨損影響較小。對于物理中毒,由于污泥灰中堿金屬成分和發電廠常用煤種堿金屬成分偏差不大,加上摻燒比例較低,基本沒有發生變化。并且通過有效的吹灰,不會發生大量沉積,因此不會因為摻燒污泥導致物理中毒趨勢增加。同樣,由于SCR(選擇性催化還原法)脫硝系統區域煙氣溫度控制較高,水蒸氣不會在SCR脫硝系統區域凝結,化學中毒趨勢也不會明顯變化??偟膩碚f摻燒最大8%污泥不會對鍋爐摻燒對SCR脫硝系統運行帶來明顯影響。


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