污泥干化焚烧设备在热电企业的应用

俞保云，孟志洁，潘旭霞

（嘉兴新嘉爱斯热电有限公司，浙江 嘉兴 314016）

一、污泥的干化处理

为了实现污泥的焚烧处置，就必须寻求一种经济合理的干化方法。当前主要的污泥脱水方法及效果见表1。

表1

上述这些方法中，目前被污水处理厂广泛采用的是板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机，经过这几种方法脱水后的污泥由于含水率一般还在75%以上，直接掺煤燃烧的经济性很差，因此需要对脱水污泥进一步的干化、半干化处理。

在总结已有工程和现有技术的基础上，在热电厂内采取对脱水污泥进行热干化处理与高温焚烧处置的工艺方案是比较可行的。干化焚烧联合处理工艺是采用低品位蒸汽对污泥进行热干化并送入焚烧炉焚烧。干化工艺是本系统的核心工艺。由于干化污泥具有易燃、易分解的特点，当污泥干化至含水率35%以下时，极易产生扬尘影响环境；而含水率在45%以上时，由于污泥尚未脱离粘结区，污泥还存在着抱团、结块等情形，不利于后续污泥的输送和焚烧，因此控制干化后的污泥含水率在40%左右，使污泥成2～3mm左右的松散颗粒，既便于输送又不会出现扬尘，解决了污泥干化过程中发生粉尘爆炸等问题，又可以保存污泥中98%以上的热值，同时可对污泥储存库房以及污泥干化车间内采用负压设计、室内空气用风机抽吸至焚烧炉内高温焚烧，以解决污泥库房以及干化车间内的异味。

为解决污泥处理的连续性和稳定性，在污泥干化系统的设备选择上也需要重点考虑。首先在湿污泥进料的输送上，目前通常采用螺杆泵输送，由于螺杆泵输送对污泥含水率、污泥颗粒度和含纤维杂质有特殊要求，往往因水分偏低和杂质问题而造成螺杆泵的堵塞，影响了输送系统的稳定运行，维修工作量大和维修费用高，影响环境条件，而且电耗高，对污泥含水率适应性较差，在含水率80%以下湿污泥的输送中常出现由于污泥流动性差、阻力大造成螺杆泵无法输送等故障，此时为了输送就不得不人工往污泥中加水，而这部分加入的水在热干化过程中将多消耗大量的能量，造成极大的浪费。因此为了满足输送不同含水率的污泥应优先采用无轴双螺旋输送机输送污泥。无轴螺旋不易粘结、堵塞，不受污泥含水率、杂质等限制，能顺畅给料，空间大、磨损小、耗电小，维修费用低；同时利用变频器实现调节无轴螺旋转速，来调节污泥输送量，可确保喂料均匀性。双螺旋还可以通过自身两个螺旋输送叶片之间的相对啮合实现输送过程中的自清理功能，有效防止污泥的粘结。

干化设备选用上应优先选用“超圆盘式污泥干化机”，它与以往的单轴式或多轴式干化机相比传热面积大、搅拌效果好，更能促进水分的蒸发和去除。它热效率高，自动化程度高，适合于大污泥量的处理和24h连续处理，是实现大规模、产业化处理污泥的关键。污泥经双螺旋输送机送入超圆盘式干化机，在干化机壳体和转盘内均通有低品位蒸汽，通过调节进泥量和干化机转速等参数，将蒸汽热干化后的污泥含水率控制在40%左右，这样有利于污泥的输送、贮藏，又防止干污泥扬尘产生和爆炸的发生，同时保存了污泥中98%以上的热值。污泥干化过程中蒸汽冷凝水回收通过疏水泵送回除氧器利用。污泥干化过程中产生的尾气引入冷凝器，通过抽吸风机将冷凝器内未凝结的气体送入焚烧炉炉膛燃烧，防止废气外泄。凝结水泵则将冷凝器内的凝结水送至污水处理站处理后回用。

蒸汽消耗直接关系到污泥处理的成本。在干化选用的蒸汽品质上，可利用热电厂的低品位饱和蒸汽供至超圆盘式污泥干化机，并通过大流量疏水阀的疏水排至疏水箱后回用，以进一步降低消耗。

为保证污泥在热干化过程中的稳定性，必须控制好以下运行参数：湿污泥含水率、湿污泥进料量、蒸汽参数、风机抽吸风量。

二、污泥的焚烧处置及烟气处理

污泥焚烧也有多种形式，常见的焚烧设备见表2。从表2看到，流化床比其他两种设备具有明显的优势，而且从环保角度考虑，流化床在二氧化硫和氮氧化物的排放控制上也比其他炉型具有优势，因此污泥焚烧炉采用循环流化床洁净燃烧技术是现阶段一种可行的方法。为了使循环流化床焚烧锅炉适合半干化污泥与燃料煤掺烧，对污泥焚烧锅炉加大了混合燃料的进料口及出渣口尺寸、增加燃烧室容积、尾部采用防腐和防磨处理等。循环流化床污泥焚烧锅炉采用清洁燃烧技术，具有燃烧效率高、负荷调整范围宽、混合燃料易燃尽、污染物排放量低、炉内燃烧强度高等优点。燃烧室中的燃烧温度控制在900～950℃，同时采用分级送风助燃控制，保证炉内合理的氧浓度分布，控制了NOX和CO的生存。炉前装设有石灰石粉喷入口，运行中喷入石灰石粉作为脱硫剂在干污泥和煤燃烧过程中实现一级脱硫，从而有效降低了烟气中SO2含量。干污泥和煤混合燃料送入900～950℃的炉膛，并由强烈的一次风搅动作用，同时混合燃料颗粒在炉膛内停留时间大于3s，保证了污泥和煤燃烧的稳定、充分，有效抑制了二恶英的生存；污泥经干化后再行焚烧，烟气量大为减少，保证了焚烧炉的正常运行，适合于大规模、产业化处理污泥。

表2 各种焚烧装置的比较

目前我国污泥焚烧炉还没有专门的烟气污染物排放标准，推荐采用国家生活垃圾焚烧污染物排放控制标准。根据该标准，其工艺过程为：从焚烧炉出来已经一级脱硫后的烟气先经过高效静电除尘器除去大部分烟尘，再从布袋除尘器进口的烟道喷入一定量的活性炭粉末，对重金属离子和二恶英进行吸附，脱除烟气中的二恶英、重金属离子等，然后经过布袋除尘器后再进入炉外双碱法脱硫装置进行二级湿法处理，最后使得烟气达标排放。

双碱法炉外脱硫工艺的特点是SO2与碱的反应，通过烟气与碱性循环液的接触以及调整气液比和脱硫循环水的pH值完成对烟气中SO2的有效吸收，并通过加入石灰对循环液进行再生，同时生成的脱硫渣可供建材业使用。这种处理工艺的优点是脱硫效率高、脱硫响应速度快、设备简单、操控方便。

综上所述，对热电厂周围一定范围内的污泥实行干化焚烧是比较现实和经济的，一方面可以利用热电厂内的低品位蒸汽作为干化热源，干化后的蒸汽疏水又可以重新进入热电厂的疏水系统进行回用，提高综合热效率。干化后的污泥又可以与煤一起作为混合燃料。另一方面热电厂有较为成熟的环境管理体系，这为控制烟气达标、污泥处置等工作提供了必要的保障，因此在热电厂内实施污泥的干化焚烧处置有明显的优越性。