[發(fā)明專利]一種垃圾焚燒爐污泥直接混合摻燒方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710067180.9
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106871125A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王炳勝;雷艷青
• 申請（專利權(quán)）人: 北京高安屯垃圾焚燒有限公司
• 主分類號: F23G5/00
• 分類號: F23G5/00;F23G5/04;F23G5/44;F23G5/46;F23J15/02;F01D15/10;F01K11/02
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種垃圾焚燒爐污泥直接混合摻燒方法和系統(tǒng)，其可廣泛地應(yīng)用于城市污泥處理與垃圾焚燒領(lǐng)域中。

背景技術(shù)

隨著我國污水處理設(shè)施的增加、處理率的提高和處理程度的深化,污水處理廠的污泥產(chǎn)量急劇增加。以北京市為例，2015年北京市污泥產(chǎn)量達(dá)5000噸/日(含水率80％)，根據(jù)《北京城市總體規(guī)化(2004年一2020年)》預(yù)計到2020年,北京市全年污泥(含水率80％)產(chǎn)量將達(dá)200萬噸。目前只有不足50％的污泥進(jìn)行了堆肥和建材利用等處置和資源化利用，其余污泥僅進(jìn)行簡單臨時堆置，缺乏有效的最終處置。污泥含有病原體、重金屬等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對土壤、地表水、地下水等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康，使污水處理設(shè)施的環(huán)境效益大大降低。

2015年4月2日國務(wù)院頒發(fā)《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)規(guī)定：“推進(jìn)污泥處理處置，污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化、無害化和資源化處理處置，禁止處理處置不達(dá)標(biāo)的污泥進(jìn)入耕地。非法污泥堆放點(diǎn)一律予以取締。現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造，地級及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)到90％以上”(住房城鄉(xiāng)建設(shè)部牽頭，發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護(hù)部、農(nóng)業(yè)部等參與)。

另一方面隨著人們生活水平的提高，隨著垃圾熱值的提升由于受到垃圾焚燒爐熱負(fù)荷的限制，造成每天的入爐焚燒量減少，也將對公司的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定影響。《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)規(guī)范》(環(huán)保部2010年)、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》(住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、發(fā)展改革委2011年)要求：“已有或規(guī)劃建有生活垃圾焚燒發(fā)電廠的城市，宜優(yōu)先選擇采用污泥與生活垃圾混合焚燒方式處理處置污泥，既可以利用垃圾焚燒廠的焚燒和尾氣處理設(shè)備，又可以節(jié)省投資和運(yùn)行成本”。污泥和生活垃圾混合比例不超過20％時，混合后的低位熱值不低于5360kJ/kg，焚燒爐可以穩(wěn)定焚燒發(fā)電，既實(shí)現(xiàn)了污泥焚燒處理處置穩(wěn)定化、無害化、減量化、資源化的目標(biāo)，又有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

(1)污泥水分對焚燒的影響

污泥是含水極高的物質(zhì)，目前焚燒爐的排煙溫度大都在100℃以上，所以污泥帶入爐內(nèi)的水分最后都是以蒸汽的形態(tài)排出焚燒爐的。這些蒸汽以汽化潛熱的形式帶走了燃料中的部分能量，剩余的熱量才可被利用。脫水后的污泥含水率一般在80％左右，因而水分的蒸發(fā)過程在污泥的整個燃燒過程占有很大的比重，水分對于污泥焚燒影響較大。對于1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水汽化潛熱為2510kJ/kg，根據(jù)含水率等可以得出不同含水率下的能量損失份額。從圖1可以看出，對于干基低位熱值為10000kJ/kg的污泥，水分達(dá)到79.9％時，其損失達(dá)到100％，即無能量可用了。

(2)污泥熱值對焚燒的影響

污泥的成分變化較大，不同的污泥的來源與形成過程復(fù)雜，不同地區(qū)不同污水廠的污泥有不同的組成。從污泥焚燒的角度來說，污泥由水分、不可燃的礦物雜質(zhì)(灰份)和可燃質(zhì)(污泥中揮發(fā)份)組成，揮發(fā)份的含量決定了污泥的熱值。污泥的可燃成分越多，熱值越高，越易著火，燃燒過程越易進(jìn)行，燃燒的效果也越好。

如以污泥中揮發(fā)份的含量來計算熱值的。計算公式如下：

式中：Q—干污泥的燃燒熱值，kJ/kg；

PV—揮發(fā)份的含量，％；

G—機(jī)械脫水時添加的污泥混凝劑的量(g/100g干污泥)，投加有機(jī)混凝劑或未投混凝劑時，G＝0；

a、b—經(jīng)驗系數(shù),新鮮污泥與消化污泥a＝131,b＝10，新鮮活性污泥a＝107，b＝5。

例如，北京市污水處理廠污泥揮發(fā)分按65％計，根據(jù)上述計算公式計算污泥干基熱值為：

查閱相關(guān)資料，2010年3月至2010年12月，北京4個污水處理廠污泥樣品熱值測定結(jié)果如表1所示：

表1

(3)污泥和生活垃圾摻燒比例

從以上兩點(diǎn)可以看出，污泥的含水率及熱值對燃燒具有重要影響，但對于混合垃圾摻燒選擇合適的摻燒比例就變得尤為重要。