城市污泥深度脱水-热干化-焚烧系统经济性分析

针对污泥处理量为250t/d的城市污泥深度脱水-热干化-焚烧系统进行技术经济性分析,获得了污泥干基热值、深度脱水污泥含水率及热干化污泥含水率等主要参数对系统投资成本、运行成本及效益的影响规律,并寻求了最优方案。结果表明:污泥干基热值对系统投资成本影响最大;焚烧系统产汽量不能满足污泥热干化所需时,系统效益迅速降低。     

污泥干化焚烧过程中的能量平衡及经济性分析

选取典型城市生活污泥,以能量平衡分析为基础,分别计算了污泥直接焚烧和干化焚烧2种情况下所需要的辅助燃料量(以煤为例),并得出了干化焚烧综合处理过程中辅助燃料总消耗量和能量利用率随干化程度的变化关系。计算结果表明,对污泥进行适当干化后再焚烧较为合理。给出了辅助燃料消耗量和能量利用率曲线,为污泥干化焚烧经济运行提供了一种理论分析方法。     

预处理工艺对生物质成型燃料理化特性的影响研究

棉杆(CS)和木屑(WS)经水热预处理(HT)和低温热解预处理(DT)后在同一条件下压制成生物质成型燃料,分析生物质成型燃料的物理性质(表观密度、抗压强度)和燃烧特性(热值、着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数),考察HT和DT对不同种类生物质成型燃料理化特性的影响规律。结果表明:与未预处理的棉杆与木屑成型燃料相比,低温热解预处理后的两种生物质成型燃料的表观密度和抗压强度分别降低了0.03%～16.7%、23.2%～61.0%,200℃与230℃水热处理后的两种生物质成型燃料的表观密度和抗压强度则分别增加了9.5%～27.3%、114.0%～241.3%,而且,水热处理后的生物质成型燃料的热值增加了5.1%～59.0%。与未预处理生物质成型燃料相比,低温热解后的两种生物质成型燃料的燃烧特性基本不变,而200℃与230℃水热处理后的两种生物质成型燃料的最大燃烧速率显著增大。230℃水热处理后的生物质成型燃料热值为20.23～21.33MJ/kg,最大燃烧速率为9.06～9.49%·min~(-1),综合燃烧特性指数为4.94～5.56min~2℃~3,表观密度和抗压强度分别为1152.5～1154.3kg/m~3和3.4～3.5MPa,具有高热值及优燃烧性能,且物理性能佳,适合作为生活、工业锅炉燃料使用。     

污泥干化与垃圾焚烧耦合发电系统研究

针对城市污水处理厂产生的大量污泥并未受到足够重视的问题,提出了污泥干化与垃圾焚烧耦合发电方案,通过抽取余热锅炉出口的烟气对含水率较高的污泥进行干化,使污泥达到垃圾的热值,在焚烧炉内焚烧并发电,降低了污泥处理成本,减少了对环境造成的污染.     

污泥半干化焚烧系统火用分析

优化污泥干燥和焚烧系统能量的火用流分布,可有效提高污泥的处理效率。以国内某污泥半干化焚烧系统为研究对象,根据火用分析方法,建立了该系统的火用流模型,将系统划分为流化床焚烧炉、余热锅炉、干燥混合装置3个单元,通过对不同工况下的理论计算及对比分析,探讨系统火用利用指标的变化规律。计算结果表明:污泥入炉含水率为60%时,流化床焚烧炉、余热锅炉以及干燥混合装置的火用效率分别为46.56%、32.41%、53.03%;污泥入炉含水率降至50%时,焚烧炉的火用效率高达53.08%,余热锅炉的火用效率降低至23.10%,但产品火用提高了9.58%,干燥混合装置的火用效率降至51.93%,但产品火用提高了8.23%;降低入炉污泥含水率虽然增加了火用损失,但提高了各系统产品火用的总值以及焚烧炉燃烧部分的火用效率。研究结果可为城市污泥半干化焚烧系统的优化设计与运行提供理论参考。     

燃煤锅炉掺烧干、湿污泥系统的设计思路

依托煤电机组高效的污染物处理设施处置生活污泥是较优的技术选择。针对燃煤锅炉改造同时具备掺烧湿污泥和干污泥（含水率分别约为80%、30%）能力的工程实例,研究耦合掺烧带来的臭气和干化污水问题,并对其处理系统进行设计优化。污泥接收、干化、输送等环节产生的臭气采用车间整体微负压控制和干化系统局部抽负压方式收集,集中送入二次风箱系统后,进入炉膛,利用高温燃烧除臭。污泥处置过程中的污水与有机污染物浓度较低的厂区生活污水混合,进入后续生化处理环节,最后送至现有工业废水中间水池回用,不发生外排。通过上述改进,避免了污泥耦合掺烧过程中产生的二次污染,为其他同类燃煤锅炉耦合污泥改造工程提供参考。     

燃煤锅炉掺烧干、湿污泥系统的设计思路

依托煤电机组高效的污染物处理设施处置生活污泥是较优的技术选择。针对燃煤锅炉改造同时具备掺烧湿污泥和干污泥（含水率分别约为80%、30%）能力的工程实例,研究耦合掺烧带来的臭气和干化污水问题,并对其处理系统进行设计优化。污泥接收、干化、输送等环节产生的臭气采用车间整体微负压控制和干化系统局部抽负压方式收集,集中送入二次风箱系统后,进入炉膛,利用高温燃烧除臭。污泥处置过程中的污水与有机污染物浓度较低的厂区生活污水混合,进入后续生化处理环节,最后送至现有工业废水中间水池回用,不发生外排。通过上述改进,避免了污泥耦合掺烧过程中产生的二次污染,为其他同类燃煤锅炉耦合污泥改造工程提供参考。     

污泥水热反应产物特性与水热温度选择

采用水热反应处理污水污泥以获得合适的产物,研究了170~270℃温度范围内水热反应温度对3种产物(水热炭、水热液、气体)的产量和特性的影响,并确定最适合的反应温度。研究表明水热反应有效改善了污泥的脱水性和流动性,通过离心分离含水率可下降到60%以下。污泥中的碳元素主要保留在水热炭中,水热炭热值满足作为燃料的要求。随反应温度升高,污泥中固体被分解的量增加,干物质量减少,产率最高仅原泥的12.94%。温度大于230℃的液体具有较好的可生化性。重金属元素富集到了水热炭中,且稳定性好。反应温度越高,气体中可燃成分浓度越高。用于水热反应的反应釜存在严重的结焦倾向,提高反应温度有利于减轻结焦。总体上,260℃水热温度下3种产物的特性适合后处理、结焦倾向最轻,是适合的反应温度选择。     

模拟垃圾流化床气化特性的实验研究

利用自行设计建造的处理量为2.5 t/d大型流化床气化实验平台,在反应温度为550~750 ℃、空气系数0.4的工况下,对模拟垃圾(municipal solid waste,MSW)进行了气化试验研究,讨论反应产物特性随反应温度的变化规律。结果表明,对于模拟垃圾,在反应温度为650 ℃,空气系数0.4时能自稳定反应,气化气的可燃成分随温度上升而升高, 750 ℃ 时气化气的热值达6.9 MJ/m3,能量转化率63.5%;含碳飞灰的产率占反应物料的10%左右,在1 200 ℃即可以达到完全熔融,其自身热值15~29 MJ/kg。可凝物的产率占到了反应物料的30%~50%,可凝物中水分含量65%~93.5%。     

某600MW煤粉锅炉掺混污泥NO_x排放特性数值模拟研究

采用Fluent软件,使用涡耗散模型(EDM)对某600 MW四角切圆煤粉锅炉单独燃烧煤粉、煤粉和污泥混烧工况进行数值模拟研究。结果表明:模型能够较好地模拟锅炉燃烧,出口烟气误差在10%以内,掺混污泥后,炉内烟气速度场变化较小,炉膛整体温度下降。随着含水率的增加,炉膛出口温度降低,NO_x排放升高,含水率40%工况比含水率10%工况NO_x排放增加5%。随着掺混比例增加,炉膛出口温度降低,NO_x排放下降,40%含水率下,与单独燃烧煤粉相比,10%掺混比例炉膛出口平均温度降低18.1 K,出口NO_x排放降低10.8%,实际运行中掺混质量分数为10%,含水率为40%的污泥是可行的。