湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研发、中试及工程示范

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1 湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研发、中试及工程示范
中国给水排水2013年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研发、中试及工程示范 朱建国 副研究员 中国科学院工程热物理研究所 2013年5月10-12日 上海

2 主要内容 湿污泥特性及干化焚烧技术的理解 湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺流程 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析

3 湿污泥特性及干化焚烧技术 湿污泥产量已达到3000万吨（含水率80%），污泥中含有病原菌、重金属以及持久性有机污染物；污泥有机质含量、含砂量等与管网及污水来源有关、随季节的变化存在波动。如何选择合适的污泥处置路线，适应不同的污泥泥质，显得尤为重要。 干化焚烧技术可快速、集中、高效的最大程度实现污泥减量化、稳定化和无害化，减少污泥的污染。主要的干化焚烧技术直接干化、间接干化、流化床焚烧。 干化焚烧技术评价：适应范围宽泛、环保性好、节能经济。

4 湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺流程 湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺流程 流程视频 子系统 关键技术 污泥焚烧系统 污泥复合干化系统
余热回收系统 烟气净化系统 辅助系统 关键技术 复合干化 热灰控制 余热回用 燃烧排放 系统协调 余热回收系统 烟气净化系统 焚烧系统 复合干化系统 流程视频

5 湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺流程 工艺特点 自持燃烧含水率高 大气污染物排放低 处置费用低 占地面积小 适应有机质和负荷波动性好
3100kcal/kg、74%自持燃烧 大气污染物排放低 干化系统：闭式循环 焚烧系统：循环流化床 处置费用低 占地面积小 适应有机质和负荷波动性好

6 湿污泥循环流化床一体化焚烧工艺流程 共申请28项发明专利，18项已授权，包括2项国际发明专利授权，专利内容涵盖工艺流程、核心设备和过程控制

7 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
1998年：中法国际合作项目：湿污泥直接掺烧 2002年：中日国际合作项目：湿污泥流化干化 2008年：杭州七格100吨/日湿污泥循环流化床一体化焚烧炉 2009年：国家水专项子课题： 子课题名称：城市污水厂湿污泥循环流化床一体化焚烧技术研究 2010年：参编污泥项目建设标准 技术路线：关键技术—中试—示范—产业化

8 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
污泥流化特性研究： 污泥流化特性研究工艺流程及装置 系统特性研究工艺流程及装置 主要研究内容与结果： 不同污泥含水率、不同污泥与循环灰配比、不同污泥粒径的颗粒流化特性，建立最小流化速度计算模型 循环流化床一体化污泥焚烧系统流动特性，建立稳态运行控制方程

9 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
污泥干化特性研究： 主要研究内容与结果： 污泥静态干化速率与温度、含水率的关系，建立污泥静态干化水分析出方程； 污泥静态干化中颗粒破碎特性，建立破碎模型； 污泥流化干化系统运行特性，污泥干化过程与温度、流化速度、停留时间等基本关系 污泥静态干化工艺流程 污泥流化干化工艺流程

10 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
污染物析出机理和控制技术研究： 污染物析出与控制特性研究工艺流程 15kw 污泥焚烧试验平台

11 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
污染物析出机理和控制技术研究： 炉内添加石灰石，脱硫效率超过80%； 在Ca/S摩尔比相同情况下，含P量较高的城市污泥A自身含钙的固硫效果和石灰石脱硫效率均低于含P量较低的城市污泥B； 通过分级配风，污泥燃烧中，燃料氮向NO和N2O的总转化率仅为5-12%， 低于煤燃烧的燃料N转化率。 SO2排放水平 NOx排放水平

12 湿污泥循环流化床一体化焚烧关键技术研发及中试研究
循环流化床一体化污泥焚烧技术中试研究： 项目 符号 单位 数值 元素分析 碳 Car ％ 6.51 氢 Har 0.87 氧 Oar 3.38 硫 Sar 0.49 氮 Nar 0.40 氯 Clar 0.02 工业分析 水分 War 78.82 灰分 9.54 挥发分 Var 10.59 固定碳 1.05 低位发热量 LHV kJ/kg 796 高位发热量 HHV 12761 工况 SO2 CO NOx HCl 二恶英类 mg/m3 ng TEQ/m3 数值 180 109 350 52 N.D. 国家标准 260 150 400 75 1.0 中试工艺流程 1t/d中试平台

13 杭州七格100吨/日湿污泥循环流化床一体化焚烧工程
杭州七格100吨/日湿污泥焚烧示范工程

14 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程 1.技术调研 2. 实验室试烧 3. 专家研讨 4.可行性报告 5. 初步设计 6. 设备采购
2005年以前，杭州市政府调研污泥焚烧工程和污泥处置技术路线 2005年2月，在IET0.15MW实验台上试烧七格二期湿污泥 2005年3月，杭州市政府组织专家研讨会，听取中科院技术报告 4.可行性报告 5. 初步设计 6. 设备采购 2007年10月，浙江省发改委批复了可行性研究报告（浙发改投资（2007）786号） 2007年11月，浙江省发改委批复了初步设计书（浙发改投资（2007）179号） 工程投资概算：2680万元 2008年，招投标及设备采购

15 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程 用户和投资方： 杭州七格污水处理厂 技术研发：中科院 工程设计： 华北院
安装、调试运行： 中建 监理： 华北监理 技术研发：中科院 工程设计： 华北院 用户和投资方： 杭州七格污水处理厂 设备供货： 苏美达 制造： 鞍锅 调试运行： 上海城环

16 工程建设过程 2010.8

17 工程建设过程

18 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析

19 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析 污泥焚烧炉出口温度变化 干化器出口温度变化 污泥焚烧炉一次风机风量变化 干化器风机风量变化

20 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析 干污泥颗粒 干污泥颗粒粒径分布 飞灰粒径分布 飞灰可燃物含量1.2%，燃烧效率98.56%

21 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析 项目名称 单位 工况1 工况2 工况3 工况4 辅助燃料 柴油 煤 湿污泥含水率 %
78.44 78.92 80.06 湿污泥处理量 t/d 79.9 85.6 79.6 102 炉膛出口烟气温度 （工况设计/实际温度） ℃ 800/805 850/864 850/872 850/862 实测燃烧效率 98.68 98.85 98.99 98.56

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24 杭州七格100吨/日污泥焚烧示范工程运行分析 飞 灰 重 金 属 浸 出 毒 性 项目 工况一 工况二 工况三
标准GB 汞（mg/L） N.D. 0.1 铅（mg/L） 5 镉（mg/L） 1 铬（mg/L） 0.035 15 六价铬（mg/L） 0.016 铜（mg/L） 0.017 100 锌（mg/L） 铍（mg/L） 3.5×10-3 0.02 钡（mg/L） 镍（mg/L） 0.054 银（mg/L） 砷（mg/L） 4.7×10-3 6.1×10-3 7.1×10-3 硒（mg/L） 0.012 8.6×10-3 飞 灰 重 金 属 浸 出 毒 性

25 谢谢！ 欢迎与各位专家、同行共同交流!