PDF《焚烧法处理制浆造纸污泥技术》

环境保护 T ― e c h ― n o l o 技:gyL!焚烧法处理制浆造纸污泥技术贺兰海'

单连文'

姜钦明 (

1 .

日照华泰纸业有限公司 山东 日照

2 7

6 5

0 0 ;

2 . 山东省造纸工业研 究设计院 山东 济南

2 5

0 1

0 0 ) 关键词:污泥;

流化床锅炉;

焚烧 处理 ;

可行性中图分类号 : * T

9 3 文献标 识码 : B 文章编号 :

1 0

0 7 ・ 一9211(200G)so0061―05制浆造纸生产过程中产 生大量的污泥,保守地估计我国造 纸业每年约产生300万吨污泥.污泥的处 理先后经过了海 洋投弃,土地 填埋、堆肥、焚烧和深加工再利用等处置方法,并逐步走向成 熟.对污泥的处 理还没有统一的标准 , 但有 一点 已达成共 识:禁止海洋 倾倒 污泥和 含5 % 有机物 的污泥填埋 . 因此 污泥资源化再利 用,发展循环 经济,节约资源,同时消除循环利用过程中带来的二次污染,将成为污 泥处 置的最终方向.1污泥特性1.1污泥成分 制浆造纸污泥成分随原料的应用不同而 变化,化学浆、脱墨浆和经过二次处理产生的活性污泥成分稍有差异(见表1).造纸废水处理污泥主要是细小纤维、填料和化学药品的混合物,与市政污泥相比N和 P的含量低,而Ca

2 '

~ I I A1 含量要高得多,且漂白化 学浆废水处理污泥中含有聚氯联苯化合物(PCB) 和二恶英(PCDD) .

1 .

2 污泥燃烧特性制浆造纸污泥中的有机质含量 接近50% , 腐殖酸达到28%~3

0 % , 并含有少量的SN和 无机盐.取自山 东某表1不同原料制 浆污泥成分 厂制浆造纸中段水污泥,经中国科学院工程热物理研究所先进燃烧技术研究发展中心 分析,报告见表

2 .

2 流化床(FBc) 焚烧系统焚烧法处理是把脱水预处理的污 泥 由双 燃料动力锅 炉或专门污泥燃 烧锅炉焚烧,回收 焚烧产生的高温烟气热能,利用袋式除尘和干式或湿式反应塔脱硫净化达标排放.焚烧产生的底灰送水泥厂和混 凝土厂作建材原料,制造 水泥或添加 到商 品混 凝土 中. 焚烧法处理尤其是流化床锅炉焚烧法处理在发达国家得到了更广泛的应用.因为和其他方法相比,具有以下突出优 点:(1)减少了污 泥体积和质量 , 焚烧灰可利用,最终需要处理物 少,后续 处理费用低 , (

2 ) 处理速 度快 , 储存 压力小,(3)可就地焚烧,节约长距离运输费用.(4) 焚烧流化床锅炉设计简单、投资少、操作方便,可最大限度回收热能,通过控制烟气可达标排放.2.1流化床原理表2 中段废水处 理污泥成 分ChlnRPH&

P |Il27SON200681 维普资讯 http://www.cqvip.com I 环境保护流化床燃 烧设备根据炉内流态化的状 态可分为鼓泡床和循环床炉 , 炉 内不同的流化速 度( 床层 中空截面流速 ) 下的床层 阻力特征形 成 了流 态化特征 . 当床层流化速度大干临界流化速度时,床层膨 胀,孔隙率增加 , 单位床 层高 度的压降呈下 降趋 势.分别形 成鼓 泡床、腾涌床,湍流床和快速床状态,鼓泡床和腾涌床状态是流化床锅炉不正常的流态化,在流化床锅炉燃烧中应该极力避 免.2.2焚烧炉型的选择污泥进行机械脱水 后部分掺在燃 煤中利用燃煤锅 炉 或双燃料 锅炉焚 烧,这种焚烧方 法 可替代部 分燃煤 并处 理少量污泥,但由于污泥含水量高、发热值低和污泥中有机物 质燃 烧与燃 煤的燃烧 温度 及密 度不一致 , 引起 焚烧 炉内腾涌和湍流床状态变化,且污泥的掺用量不能超过燃煤的20%,对于少量污泥的处置是可行的;

而旋风圆筒 壁炉 多用来处理 市政污 泥;

循环流 化床 焚烧 炉的热石 英 砂传热介 质能够 迅速蒸 发污 泥中的水 分和低 温操作 , 是处理含易燃有机物质污泥最普遍采用的焚烧系统.由Ha ns o n l EME和北京新宇未来环境工程公司联合开发制造的造纸 固体废弃物 流化床焚烧 系统在 国内 已成功 运行.2.3流化床焚烧 工艺流 程 制浆 造纸 固体废弃物 包括 脱墨污 泥、中段水处 理污 泥、备料筛选草渣、木屑及其它有机物.流化床焚烧炉焚烧处理污泥饼和草渣产生的高温烟气进入锅炉热回收 系统,把烟气的热 能转化 为助燃 热空 气和饱 和热蒸汽 的热 能后利用 , 排 出的烟 气净化处理达标排 放,焚烧 残余灰渣 用于堆肥 、 建筑或水 泥工业综合利 用. 系统工 艺流程如 图l,主要 包括喂料、流化床锅炉(FBC) 、 余热回收 和烟气净化四大部分.图1 流 化床焚烧 工艺流 程62 中华帆 再27善增 刊2

0 0

6 ~1 l 目2. 3.

1 废并物的预处理除纤维 回收 和浮选脱墨污泥可达

1 %~6 %的干度 , 其 他污泥含水 率很高 . 污泥含水率决 定 了发热值 的高 低. 污泥含水率太高不能产生有效热能,流化床或混合燃料锅炉焚烧 的污 泥需进 一步脱水 达到

5 0 %以 上千 度,并对 废弃物进行分拣,才能产生有效热能满足焚烧要求.目前 常用的污泥脱水设备是带式 和螺旋压榨脱水机,用作燃料的污 泥饼也 有利 用热 能进一步 进行 干燥 的,但能 源消耗 大、成本高.运往料 场废 弃物 进行分拣 和磁 选,把金属和 大体积 的不可燃物挑选后的废弃物进行粉碎、螺旋压榨脱水、计量,在储仓 内 与切草备 料和 其他 制浆废弃 物按一 定 比例 混合 , 由投料 撒播 器送焚烧 炉 内焚烧

2 .

3 .

2 废弃物的焚烧利用 焚烧 的办法 回收废 弃物 中的能 量,加以循环利 用.废弃 物进入焚 烧炉 内, 随 一次助燃热空 气流形成流化 态,污泥颗 粒 在高温 流化床 中,经过大量 水分蒸 发阶 段、平衡水 分继 续蒸发 直至水分失尽 为第一阶段 , 挥发 分、固定碳大量燃 烧为第 二阶段 , 残 余挥 发分 、 固定碳继 续燃烧 直至燃 烬 为第 三阶段 , 剩 下的灰 壳在流 化床 内破 碎成细 粉而 以飞灰 形式 排 出床层 . 热分 解的可燃 气体在 焚烧炉 上部千炫区和二次助燃空气混合高温燃烧,产生85 0~

1 0

0 0 ℃ 的烟气.2.3.3热能回收高温烟 气 由焚烧 炉顶部导 入热回收 系统 , 通 过蒸汽 锅炉、空气预热器和省煤器,产生饱和热蒸汽和助燃热空气,回收 热能后烟气温度降至l80℃ , 达到烟气净化系统的温度.2.3.4烟气净 化 通过烟 气 净化除 去排放烟 气 中的有 害物质 , 避免 二次污染.热能回收 系统的尾气温度降低到180~2

0 0℃进入净化系统 . 烟 气净 化 系统 干式 反应塔 中采 用碱 液 中和烟 气 中的 HC

1 、 S O, 酸性 气态物 质,并利用NH 作为还 原剂将 NO 还原 为N, , 微量 的二恶英用 活性 炭吸附去除 ;

烟尘采 用脉 冲清洁 袋式 除尘过 滤,在燃烧过 程 中控制氧 气富裕 量和温 度减 少CO的产 生量 , 控制适 宜的燃烧温度还 能减 少二恶英的生成.2.3.5飞灰 和灰渣处理对间歇 排放的床料利用振动筛筛分,精细床料(砂)送回床 料料仓回用,粗糙物质收 集进一步粉碎处理和各部飞灰 集 中收 集到 灰仓 湿化处理 , 用作混凝 土预制 或水 泥厂原料.2.3.6燃烧器管理系统 ( B M S ) 维普资讯 http://www.cqvip.com BMS 是FBC焚烧系统 燃烧安全、燃烧负荷与燃 烧器连锁控制功能的自动 化系统.系统与PLC整合程序控制参数 调节、燃烧过程、温度显示、火焰监视、顺序操作、系统连锁.3可行性分析3.1焚烧技术可行性3.1.1污泥水分污泥饼含水量高、发热值低,不能产生有效热能,燃烧困难 . f H脱水下度达 到5O%~6

0 % 时,污泥燃烧能够产生有 效热能,发热值能够满足焚烧要求(见表

3 ) .

3 .

1 .

2 污泥粒径与结 团 强度 污泥饼以较大体积进入高温 流化床时,水分被部分蒸发十 燥后并不破碎成细小颗粒,而是形成有一定强度的凝聚结团,这是污泥流化床稳定运行和高效燃烧的基础.总的趋势是水分越低,结团强度变得越好.小粒径污泥团水分蒸发、燃烬时间相对较短,结团强度相对较小;

大粒径污泥水分蒸发燃烬时间较 长,结团能较长时间地保持较 大强度 , 最终它 们的结 团强度都趋干 一致 . 随 着床温的升高 , 污泥饼经过水分 蒸发 、 挥发分析 出 并燃 烧、固定碳燃烧的过程后,污泥凝结........