烟气干化污泥系统分析

烟气干化污泥系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 18烟气干化污泥系统分析 烟气干化污泥系统分析 左武郭宏伟 (东南大学能源与环境学院) 摘要介绍一种以锅炉废烟气作为干燥介质的污泥干化系统,可将含水率80%的湿污泥 干燥为含水率为30%的干污泥颗粒.干污泥颗粒可送至锅炉和煤粉掺烧以充分利用其热 值,并以处理湿污泥2t/h的系统为例,进行物料及热量平衡计算,分析了利用废烟气和 干污泥所产生的经济效益. 关键词烟气污泥干化物料及热量衡算经济分析 0前言 我国现年排放污泥量(干重)约130万t,且每 年仍在以10%左右的幅度增长.这些污泥含水量 高,易腐烂,有强烈臭味,并且含有大量病原菌, 寄生虫卵,重金属和多种难以降解的有毒有害物 质,极易对地下水,土壤等造成二次污染.大部分 污水处理厂均采用处理成本较低的填埋 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来处置 排放污泥,但是这种方法不仅不能彻底地处理污 泥,更不适应当前土地资源的日趋紧张和污泥处置 管理力度加强的环境. 锅炉排出的烟气具有一定的余热,利用其干化 污泥减少了能源的消耗,形成的干污泥具有可观的 热值,充分利用这些热值,可为企业带来可观的经 济效益.笔者介绍一种以锅炉废烟气作为干燥介质 并以处理湿污泥2t/h的系统为 的污泥干化系统, 例,进行物料及热量平衡计算,分析了利用废烟气 和干污泥热值所产生的经济效益. 1目前污泥处置的主要方法 目前,城市污泥的处理主要有填埋,堆肥,干 化和焚烧等. (1)填埋这种处置方式会占用大量土地资 源,容易造成二次污染.若按无害化标准填埋,椐 资料报道填埋费用将超过200元/t.目前,国内许 多省市已明令禁止采用填埋方式处置污泥. 左武,男,1985年生,硕士研究生.南京市,210096. (2)堆肥这种处置方式可达到资源化的目 且所占空间较大,处置费用 的,但处理过程较长, 亦较高,不宜处置含有重金属等有害成分的污泥. (3)干化干化可使污泥极大地减量化,无 害化和资源化.可视干化方式及相关条件将干化污 泥用作肥料,建材原料甚至燃料等. (4)焚烧焚烧可最大限度地实现污泥处置 无害化及减量化,焚烧后的固态产物即灰渣可采用 煤渣相同的方式进行处置.焚烧方式有的可以利用 污泥本身的热值,但是大多需外加燃料. 可见,污泥干化和焚烧处置可真正达到污泥处 理无害化,减量化及资源化的目的.但它们都存在 较大的缺陷:处置耗能较大,这是污泥处理成本长 期居高不下的重要原因. 2烟气干化污泥系统工艺流程与特点 烟气干化污泥技术很好地解决了以往污泥干化 所带来的高能耗问题.它是利用锅炉产生的废热烟 气作为污泥干化的热源,降低了能耗.干化后形成 的低含水率干污泥由于具有一定的热值,可与原煤 混合进入锅炉燃烧,不仅做到了最大减容化,更实 现了污泥综合治理效益最大化. 2.1工艺流程 通过设置在锅炉电除尘或布袋除尘器进口前的 引风机,抽取部分烟气,送至污泥干化设备.干化 《化工装备技术》第30卷第5期2009年19 设备采用旋转喷动式干燥机,湿污泥从干燥机中部 加入,与由底部进入的烟气接触进行干燥,在干燥 搅拌的作用下,湿污泥很快变为颗粒状干污泥,干 污泥随烟气从干燥机顶部排出,进入旋风除尘器分 离,90%的干污泥可由旋风分离器收集下来,10% 的干污泥可由电除尘或布袋除尘器收集,干污泥颗 粒用搅拢或其它输送装置送到干污泥料仓.若进一 步处理,干污泥可以混入原煤并一起送至锅炉燃 烧.工艺流程如图1所示. 废烟 去:脯囱 图1烟气干化污泥工艺流程 2.2工艺特点 污泥干化系统具有以下几个特点: (1)污泥干化系统的热量由锅炉烟气余热提 供,省去了污泥干化直接消耗的热量,降低了污泥 干化系统的能量消耗. (2)污泥的干燥介质为锅炉排出的烟气,而 烟气中氧含量很低,再加上干燥机本身的密闭性, 解决了以往污泥干燥机在干燥过程中的易燃,易爆 问题. (3)相对于原有烟气除尘系统,干燥机出口 烟气湿含量较大,若进入电除尘器有助于降低粉尘 的比电阻,因而提高了电除尘器的除尘效率. (4)污泥干化过程是在密闭状态下进行的, 干化过程不会产生异味. 3烟气干化污泥系统的物料及热量平衡 3.1工况参数的确定 以处理量为2t/h的烟气干化污泥系统为例, 该系统从烟气温度为130?的废烟气管道中抽取的 烟气流量为1200001TI/h.干燥器将20?含水率 为80%的湿污泥干燥为含水率30%的干污泥,出 口烟气温度下降到95?.污泥干化系统设计时的 基本参数如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示. 表1烟气干化污泥基本参数 烟气量污泥进污泥含水率/%烟气温度/?污泥温度/? Va料量M广_百—百—百?西j_I面 ::::-f1 1.2×1020008030130952095 基于以下原因,将污泥干燥后含水率选用 30%. (1)干燥后污泥含水率越低,在相同的热烟 气条件下,就意味着降低干污泥产量. (2)以1kg污泥初始含水率80%计,其干燥 后含水率百分比与绝对含水量的关系如表2所示. 从表中数据可以看出,当含水率百分比降为30% 以下时,继续降低含水率百分比,绝对含水量减少 不多,但是对干燥机的工况却有较大影响,当热源 温度不高时就意味着必须减少产量. 表2污泥干燥后含水率和绝对含水量关系 鱼墨竺翌 绝对含水量/g800133.385.766.75035.322.2 (3)在本污泥干化系统中,污泥干燥后含水 率选用30%,可使干污泥捕集设备和干污泥旋风 分离器的效率显着提高,使得进入电除尘器烟气的 含尘量显着降低,因而提高布袋除尘器的除尘效 率. 3.2物料衡算 干燥过程中蒸发水量为 Mh=Mi(1—1V1)(1一2)=1429kg/h 式中,,,分别为进,出干燥器物料的干基含 水率,=IV./1一,X2=/1一. 含水30%干污泥产量为 M.=M一Mh:571kg/h 绝干污泥产量为 Mj=M.(1一)=400kg/h 由于蒸发水量相对烟气量小得多,可忽略水蒸 气在烟气中所占的体积.进,出干燥器的烟气密度 为P1,P2,查表得P1=0.877kg/m,P2=0.965 kg/1TI,因此干燥器出口烟气量为 : . Pl :1.09×10m/h” p2 3.3热量衡算 烟气降温为At=t:一t=35?,给污泥干化 提供热量为l5J Q.=VaC.(t2一t1)=5712MJ/h 20烟气干化污泥系统分析 式中Cp——烟气平均定压比热容,kJ/(1TI?K) p=1.34+0.000163tl 蒸发水份耗热为J Q=Mh(2500+1.88t2—4.187to)=3708MJ/h 污泥升温耗热为 Q=Mj(c+2c)(02—01)=86MJ/h 式中c——干污泥比热容, c=1.05kJ/(kg污泥?K) c——水的比热容, c=4.187kJ/(kg水?K) 干燥器干燥效率为] 叼=q/Q.=65% 烟气提供的其余热量用于干燥器散热及其他热 损,图2为污泥干化系统质量热量平衡图. At,Op ~t=65% Mh,Oe,Qm 图2污’伲十化系统质量热量半衡 由热量衡算可知,烟气降温带来的热量为 5712MJ/h,若这部分热量全部由燃煤锅炉提供, 假设锅炉热效率为100%,则每年烟气提供给干化 系统的热量折合标煤超过2300t,按每吨标煤650 元的价格计算,每年可为企业节省至少150万元购 置燃煤的费用. 4经济性分析 假设污泥干化系统常年的工作时间为6500h, 以年处理13000t污泥的烟气干化污泥项目为例, 实际干化后干污泥产量为2600t/a.若污泥热值按 好氧污泥热值14600kJ/kg计,标煤热值按 20920kJ/kg计,即1t干污泥的发热量相当于0.7t 标煤的发热量.由此可得干化系统产生的干污 泥折合标煤1820t/a,若1t标煤价格为650元, 则干污泥折合为标准煤所产生的效益为118.3万元 /年. 5结论 利用烟气余热干化污泥,可将含水率80%的 污泥干化为含水率为30%的干污泥.干污泥送人 锅炉和原煤混合燃烧可充分利用其热值.由于利用 废烟气作为干化热源,且干化后污泥和原煤掺混焚 烧,这就免去了污泥外运填埋处理费用,在降低运 行成本的同时也为企业带来了可观的污泥干化经济 效益,为污泥处理提供了一条切实可行的途径,具 有良好的应用前景和推广价值. 参考文献 [1]何晶晶,顾国维,李笃中.城市污泥处理与利用[M].jE 京:科学出版社.2003. 葛仕福,鲁维加,郭宏伟,等.利用烟气低温废热干燥处理 印染污泥的中试[J].环境工程,2007,25(1):36—38. 杨小文,杜英豪.国外污泥干化技术进展[J].给水排水, 2002,28(2):35—36. 管国锋赵汝溥.化工原理(第2版)[M].北京:化学工 业出版社.2003. 潘永康,王喜忠,刘相东.现代干燥技术(第2版) [M].北京:化学工业出版社,2007. 翁焕新,马学文,苏敏华,等.利用烟气余热干化城市污泥 工艺的应用[J].中国给水排水,2008,24(4):58—61. 张爱萍,赵国慧.污泥干化形式及其物能平衡[Jj.山西 煤炭管理干部学院学报,2007,3:139—147. JanNadziakiewicz,MichaKozio.Co—combustionofsludgewith coal[J].AppliedEnergy,2003,75:239—248. AbbasT,CostenPG,DeSoete,eta1.Theenergyandenviron- mentalimplicationsofusingsewagesludgeasaCO—firedfuel印一 pliedtoboilers[A].Twenty—SixthSymposium(Intemation? a1)onCombustion,1996,2487—2493. (收稿日期2009—01—08) (上接第17页) 法.聚四氟乙烯板材可做成各种形状,连接处可采 用像钢板焊接一样的焊接结构. 例如,我所为洛阳栾川钼业集团制造的 4台2m筒锥式过滤机,处理的物料为硫酸,硝酸 和金属钼的混合物,温度为1l0?左右,整台过滤 ** 机采用了内衬和喷涂聚四氟乙烯的组合结构,其中 的螺旋搅拌装置采用了聚四氟乙烯板材焊接衬里结 构.目前这些过滤机已使用了三年多,使用情况良 好. (收稿日期:2009—08—02) j]]_卜l