1、- Vol. 31, No. 22013年 2月中國資源綜合利用China Resources Comprehensive Utilization 目前 , 全國污水處理廠污泥的處理處置研究正 在逐步展開 , 對各種處理方法和處置途徑也在進行 積極探索 。 污泥干化焚燒技術在歐美等發達國家早 已廣泛應用 , 在我國則起步較晚 。 隨著上海石洞口 污泥干化焚燒工程 、 中石油獨山子干化焚燒工程 、 成都第一污水處理廠污泥干化焚燒工程等一批項 目的建設和運行 , 國內對污泥干化焚燒技術的研究 逐步深入 , 在設計方面也積累了一定的經驗 。污泥干化焚燒技術為實現污泥的減量化 、 穩定 化和無害化創造

2、了前提條件 , 但是 , 脫水污泥由于 水分含量超過 80%, 自身的熱值不足以維持其燃 燒 , 需要添加輔助燃料 。 因此 , 需要將污泥的含固率 提高到 35%以上 , 一些高有機質的生物污泥就可以 實現自我維持燃燒 , 同時還能給污泥的干化處理提 供熱量 。 但是 , 根據目前污泥的性質 , 僅僅由污泥焚 燒釋放的熱量并不能夠滿足濕污泥干化的要求 , 還 需提供額外的能量才能實現污泥干化焚燒系統的 能量平衡 。本文以某一正在調試的污泥干化焚燒工程為 例 , 介紹了污泥干化焚燒技術中的能量平衡問題 。該工程污泥干化焚燒共設置兩條生產線 , 每條生產 線的處理能力為 200t/d濕污泥 。

3、對其中一條生產 線進行計算 , 給出需要補充的能量的數量 , 為工程 設計和應用提供一些參考 。1問題分析 1.1污泥成分分析本項目中設計污泥的基本成分見表 1。表 1污泥基本成分設計污泥的含固率為 20%, 含固率的變化范圍 為 17%27%。 設計污泥濕基熱值為 2429kJ/kg, 相 當于絕干基熱值為 2900kcal/kg, 絕干基低位熱值 的變化范圍為 18883300kcal/kg。 污泥的低位熱 值較低 , 根據相關規范要求 , 不能采用自持燃燒或 者助燃焚燒 , 只能采用干化焚燒工藝 1。1.2工藝流程本項目采用的污泥干化焚燒工藝流程見圖 1。污 泥 干 化 焚 燒 熱 平

4、衡 計 算祝初梅 1, 田輝 1, 趙 娟 2(1. 中國城市建設研究院 , 北京100029; 2. 機科發展科技股份有限公司 , 北京100044摘要 :以 某 項 目 的 200t/d污 泥干 化 焚燒 系 統 為例進 行 熱 量 平衡計算 , 發 現 含 水 率 為 80%, 低 位熱 值為 2429kJ/kg的 濕 污 泥干 化 至 含 水 率 為 65%后 進 行 焚燒 的 工藝 并不能 實現系 統 的 熱 量 平衡 , 需 要 額 外 補充飽 和 蒸汽 1766.83kg/h, 飽 和 蒸汽 的 壓力 為 1.0MPa , 溫 度為 180 。 關鍵詞 :污 泥 ; 干 化 ;

5、焚燒 ; 能 量 平衡 中圖分類號 :X705文獻標識碼 :A文章編號 :1008-9500(2013 02-0029-03The Energy Balance Calculation for Sludge Drying and IncinerationZhu Chumei 1, Tian Hui 1, Zhao Juan 2(1.Urban Constrution Design&ResearchInstitute , Beijing100029, China ; 2.Machinery Technology Development Co Ltd. , Beijing100044, C

6、hina Abstract :Taking a 200t/dsludge drying and incineration project for example , the heat balance calculation is calculated. During the processing of sludge incineration which lower the 80%moisture content of sludge to 65%, we need 1766.83kg/hmore saturated steam to keep the heat balance , the sat

7、urated steam pressure is 1.0MPa , temperature is 180 .Keywords :sludge ; drying ; incineration ; energy balance收稿日期 :2012-11-27作者簡介 :祝初梅 (1981-, 女 , 湖南邵陽人 , 碩士 , 注冊環保工程師 , 主要從事環保能源方面的工作 。含水率 灰分 C H O N S 低位熱值 (kJ/kg1.552.603.200.602429垃圾處理%29 干化機 ; 干污泥倉 ; 焚燒爐 ; 高溫空氣預熱器 ; 余熱鍋爐圖 1污 泥干 化 焚燒 工藝 流程進廠脫水污泥

8、含水率為 80%左右 , 經電子汽車 衡稱重計量后進入污泥接收及儲存系統 。 污泥接收 及儲存系統主要由污泥接受倉 , 濕污泥輸送泵 、 濕 污泥高位儲存倉及干化機給料泵組成 。 濕污泥經臥 式薄層干化機干燥后 , 污泥含水率由 80%降低至 65%。 干化機采用蒸汽為熱媒 , 其干化所需蒸汽一 部份由余熱鍋爐供給 , 不足部份由補充熱源的燃氣 鍋爐供給 。 蒸汽額定壓力為 1.0MPa , 額定溫度為 180 。 干化污泥進入鼓泡式流化床焚燒爐焚燒 , 煙 氣首先在高溫空氣換熱器中加熱流化風 , 高溫空氣 換熱器出口流化風溫度為 400 。 煙氣進入余熱鍋 爐進行再次余熱利用 , 產生壓力為

9、 1.1MPa 的飽和 蒸汽 , 余熱鍋爐出口煙氣溫度為 205 。 205 的煙 氣進入干法 +濕法組合凈化系統處理 , 達標排放 。 為保證工作環境的安全衛生 , 在各污泥儲存及 干化裝置處設置臭氣收集系統 , 然后集中處理 , 達 標后排放 。2熱量平衡計算2. 1干化機熱量平衡計算本工程采用臥式薄層干化機 。 干化機濕污泥處 理量為 200t/d, 年運行時間為 7920h , 濕污泥含水 率為 80%, 干化機出口污泥含水率為 65%, 干化機 每小時去除水分為 3950.22kg 。 干化機出口污泥及 排放水蒸氣的溫度為 105 。 熱媒介質 (飽和蒸汽 的焓值為 2777.11k

10、J/kg, 飽和水焓值為 762.51kJ/kg。 105 水蒸 氣焓值為 2683.39kJ/kg, 105 空 氣 焓 值為 130.46kJ/kg。 干化機的熱效率為 92%, 對干化 機進行熱量平衡計算 , 系統需要飽和蒸汽量為 6 047.04kg/h, 熱耗為 3083.97kJ/kg(水分 。污泥經干化后 , 直接進入焚燒爐 , 入爐污泥量 為 5266.96kg/h, 入爐污泥成分見表 2。表 2干化污泥成分2. 2焚燒爐熱量平衡計算焚燒爐出口煙氣成分見表 3。表 3焚燒爐出口煙氣成分入爐熱量 =污泥熱量 +空氣熱量=27096431.42kJ/h;出爐熱量 =煙氣熱量 +化學

11、未完全燃燒損失熱 量 +機械未完全燃燒損失熱量 +散熱量 +灰渣熱量 =煙氣熱量 +5513933.99kJ/h根據熱量平衡可知 , 煙氣熱量為 21582497.43 kJ/h, 根據插值法 , 由煙氣的焓溫 表可計算出煙氣 的溫度為 876.8 。2.3高溫空氣預熱器熱平衡計算高 溫 空 氣 預 熱 器 熱 平 衡 計 算 的 漏 風 系 數 為 10%, 熱損失率為 2%。 冷空氣溫度為 20 , 焓值為 26.40kJ/kg; 熱空氣溫度為 400 , 焓值為 419.03 kJ/kg。 10300.88Nm 3/h的空氣由 20 加熱至 400 所需熱量為 5309073.90kJ/

12、h。 進入高溫空氣預 熱器的熱量為煙氣的熱量與漏風熱量相加之和 , 即 21602032.02kJ/h。 進行熱量平衡計算得知 , 高溫 空氣預熱器出口煙氣熱量為 1561308.17kJ/h, 根 據插值法 , 由煙氣的焓溫表可計算出煙氣溫度為 662.3 , 煙氣量為 16561.46Nm 3/h。高溫空氣預熱器出口煙氣成分見表 4。 表 4高溫空氣預熱器出口煙氣成分2.4余熱鍋爐熱量平衡計算考慮到后續煙氣凈化工藝對煙氣溫度的要求 , 含水率 灰分 C H O N S垃圾處理 中國資源綜合利用 第 2期 30-設計余熱鍋爐出口煙氣溫度為 205 。 余熱鍋爐的 漏風系數為 10%, 則余熱

13、鍋爐出口煙氣量應為 17 133.73Nm 3/h。 根據插值法 , 由煙氣焓溫表可計算出 煙氣熱量為 4533682.57kJ/h。余熱鍋爐給水壓力為 1.2MPa , 給水溫度為 120 , 焓值為 504.51kJ/kg。 余熱鍋爐產生的飽和蒸汽壓 力為 1.1MPa , 溫度為 184 , 焓值為 2780.45kJ/kg。 余 熱 鍋 爐 的 熱 損 失 為 10%, 熱 損 失 量 為 1586 130.82kJ/h。 根據熱平衡計算得知 , 飽和蒸汽產量 為 4280.21kg/h。余熱鍋爐出口煙氣成分見表 5。表 5余熱鍋爐出口煙氣成分由上述平衡計算可知 , 污泥干化系統需要蒸

14、汽 量為 6047.04kg/h, 而通過 余熱利用 , 余熱鍋爐產 生的蒸汽量為 4280.21kg/h, 還需要額外補充蒸汽 1766.83kg/h才能滿足系統的熱量平衡 。3結論將含水率為 80%, 低位熱值為 2429kJ/kg的濕 污泥干化至含水率為 65%需要飽和蒸汽 6047.04 kg/h。 干化后的污泥進行焚燒 , 在不添加任何輔助 燃料的情況下 , 焚燒爐出口煙氣溫度能達到 876.8 , 能實現污泥的徹底無害化和減量化的目的 。 通 過后續的高溫空氣預熱器和余熱鍋爐充分回收煙 氣中的能量 , 使焚燒所需的空氣能加熱至 400 , 并產生 4280.21kg/h的飽和蒸汽

15、。 污泥干化焚燒系 統每小時需要補充飽和蒸汽 1766.83kg 才能實現 熱量平衡 。參 考 文 獻1CJJ131-2009, 城鎮污水廠污泥處理技術規程 S . (責任 編輯 /陳 軍 簡 訊2013年 1月 30日央視 焦點訪談 節目 , 對陜 西西安兩家報廢汽車回收企業 , 在拆解場地以出租 攤位形式招攬業戶違法倒賣報廢汽車的行為進行 曝光 。 對此 , 遼寧省行業主管部門 省服務業委 員會高度重視 , 立即在網上向各市報廢汽車回收拆 解企業轉發情況并要求 “ 我省各企業要引以為戒 , 認真自查 , 守法經營 , 堅決杜絕違法現象的發生 。 一 旦發現 , 絕不姑息遷就 ”。為貫徹省服

16、務委的要求 , 加強企業自律 , 遼寧 省再生資源行業協會發出緊急通知 , 對全省各報廢 汽車回收拆解認證企業提出了具體要求 :一是要組織全體員工認真收看 1月 30日的焦 點訪談節目 , 結合 “ 曝光案例 ”, 深入學習國務院第 307號令 , 牢牢掌握國家有關報廢汽車回收拆解的 各項規定 , 進一步增強法制觀念 , 提高依法從業的 自覺性 , 展示企業在社會公眾中的良好形象 。 二是要開展企業自檢回頭看活動 , 按照工作部 署 , 各市已經過了自查階段 。 現在 , 要以 “ 曝光案例 ” 為鏡子 , 認認真真開展自查回頭看 。 要嚴格按國家 六部門及省六部門 “ 整治工作實施方案 ” 中關于 “ 全 面整頓報廢汽車回收拆解企業 ” 的具體要求 , 逐一 進行檢查看 。 查看應包括報廢汽車回收拆解企業 , 以及公司所設立的分支機構 ; 不能留死角 ; 要對照 有關要求 , 查看是否存在有不符合要求的行為或做 法 , 如存在問題要立即向市主管部門報告并主動改 正 。 各報廢汽車回收拆解企業法人是這次專項整治 的第一責任人 , 必須認真進行自查檢查 , 絕不可存 在僥幸心理 。 否則 , 一旦被查出問題 , 將按有