環保技術

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污泥水煤漿制備技術


    
一、項目背景:

城市污水廠傳統的污泥處置產生的污泥含水率較高(一般均大于80%),嚴重妨礙了污泥的最終處置,其高含水率勢必影響污泥的最終處置。目前任何的處置技術方案都需對污泥進行進一步的脫水,以滿足后續的處置要求,由于污泥的基本特性,污泥的進一步脫水是目前的一個技術難題,如進一步采取特殊的污泥深度脫水技術,勢必需在工藝中添加大量的藥劑,一方面破壞了污泥中有機質的成分,不但增加了污泥的總量,而且對后續的污泥最終處置帶來了不利因素。目前,官方認可的污泥最終處置技術方案基本上是:污泥焚燒、污泥堆肥。這二種方案都需投入大量的資金或土地資源,且運行處置費用也很高,為地方政府帶來了額外的投資和處理成本。所以,污泥處置也是目前我國各地政府整治環境污染的一個重大課題,而且也是迫在眉睫需要解決的環境污染難題。

水煤漿是70年代中期發展起來的一種高濃度流體燃料,是將煤研磨成平均粒度為50μm左右的幼粒,按煤:水=(60~70):(39~29)比例混合,再添加1%左右添加劑,經過強力攪拌形成煤水兩相流漿體。可像油一樣泵送、霧化、管道輸送、貯存和穩定燃燒,其熱值約為20.1 MJ/kg,大約相當于燃料油的一半、與原煤相當(同等效率可節煤20—30%),可代替燃料油、煤炭用于鍋爐、電站、工業爐和窯爐。燃用后SO2、NOx排放濃度相對較低。具有燃燒效益高、負荷調整便利、減少環境污染、改善勞動條件和節省用煤等優點,是一種理想的新型潔凈燃料。水煤漿燃燒系統與燃油一樣,燃燒高效,穩定,火焰、溫度易于控制。原有鍋爐只需經簡單改造(也可采用水煤漿專用鍋爐)即可換用水煤漿,改造、推廣成本低。同時,使用水煤漿無需爐前備煤系統和備煤場,占地僅為燃煤的1/4。目前,水煤漿技術已成熟,在國內的應用推廣已經很普及,市場將越來越大。

二、污泥水煤漿能源項目的可行性:

既然污泥中含有大量的水分以及具有熱值的有機質,而水煤漿生產需要添加30-40%以上的水分,人們在近幾年來已開始研究二者的結合是否可帶來優勢互補的效果。研究實踐證明,雖不同來源污泥有機質含量不同,但各類污泥干基熱值均在6000 kJ/kg以上,具有一定的熱值作用,并能增強煤漿燃燒活性。污泥內部膠乳狀結構和網狀結構使污泥脫水困難,但反而可提高污泥水煤漿漿體的表觀黏度,增強成漿性能,使漿體穩定。同時,可產生阻止煤顆粒沉降的機械阻力,有效抑制大顆粒的沉降,避免水煤漿產生硬沉淀,使煤漿流動性更好,利于泵送。污泥水煤漿的發熱量、粘度、穩定度等技術指標均符合國家標準《水煤漿技術條件》(GB/T 18855-2002)要求,且著火性能、可燃性指數、綜合燃燒特性指數、燃燼率等均可獲得良好水平,由于污泥的添加基本上不影響水煤漿的燃燒性能,部分性能甚至優于傳統水煤漿。從環保角度考慮,因水煤漿呈液態狀,可以很容易通過添加不同的添加劑來改善污泥水煤漿在燃燒時帶來的環保問題,盡可能減少環境污染,相比燃煤或獨立污泥焚燒方案其優勢明顯,實踐證明利用濕污泥直接摻混水煤漿從燃燒性能來說是可行的。

    污泥水煤漿的生產工藝基本上類似于傳統水煤漿的生產工藝,但是有幾個關鍵技術需要進一步的研究和實踐。我們通過數年的技術探索和實踐,在工藝上得到了一系列的突破,如:污泥的預處理、污泥與煤粉的混合比例、污泥與煤粉的混合方式、添加劑的選擇和比例、活性污泥細胞內水份的擠出、產品的除臭、污泥水煤漿燃燒控制等,使得污泥水煤漿的生產和燃燒得到實際應用。

    按照年產10萬噸污泥水煤漿生產基地測算(可供周邊約總和為70噸/小時鍋爐使用),設備及基礎投資將在1000萬元以內;
按污泥添加比例10%計,年處置污泥干基量1萬噸,折合80%—85%含水率污泥量約: 6—7萬噸,日處理污泥量約200噸/日。
項目可年節約煤:22000噸(水煤漿按20%節煤率計、污泥干基熱值為燃煤的1/5左右)。

    年節約污泥處置費:60000噸 * 200元/噸 = 1200萬元(按傳統工藝處置每噸污泥處置費300元計,運行成本100元/噸污泥計)。

    而采用獨立的污泥焚燒的方法處置污泥的話,6萬噸/年污泥處置量的設備及基礎投資將超過一億元以上,噸污泥處置費用也將在300元/噸污泥以上。


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