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市政污泥及有机质废弃物作为可再生低碳能源水泥窑协同处置项目

市政污泥及有机质废弃物作为可再生低碳能源水泥窑协同处置项目

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参数

可再生低碳能源示范技术

 
  该项目为水泥窑协同能源化处理污泥100t/d项目,于2016年11月7日开始投产试运行,至今项目工程所包括的污泥存储和污泥能源化改性制混合燃料粉两大部份设备状况正常,电控系统的自动控制/手动控制运行良好。
  整条生产线无异味异臭,无二噁英污染物排放。在熟料生产线采用无烟煤/半烟高硫煤条件下使用改性污泥混合燃料后,煤粉燃烧性能有显著提高,窑头黑火头缩短,窑头容易烧亮,熟料结粒性变好,还原料基本消除,有可观的节煤效果。 
可再生低碳能源示范技术
污泥制混合燃料粉对煤磨产量和电耗的影响
时间
污泥配入
比例(%)
原煤入磨量
比较
(%)
混 合 煤 粉
吨煤粉电
耗比较
(%)
煤磨系
统工况
细度
(%)
水分
(%)
平均热值
(kJ/kg)
生产试验前
0
100
1~2
0.6~1.3
21932
100
稳定
调试期
2016.11.7~2016.12.16
20~80
100~108
1~2
0.5~0.85
21681
99.3
稳定
正常应用期
2016.12.17~2017.9.7
15~30
100~108
1~2
0.5~0.85
21765
99.1
稳定
 注:原煤入磨量及吨煤粉电耗比较以未加污泥的入磨煤量、电耗分别为100%计。     
  经过数年的生产应用,弘龙水泥的污泥能源化处理生产线,除正常的污泥入库、均质、输送外,改性高含湿量污泥(含水率70~87%)的干燥粉磨制成(细度80um筛余1~2%、水份<1%)燃料粉过程,弘龙水泥生产部统计评估既未影响煤磨产量,亦未增加粉磨电耗,即改性污泥的干燥制粉能耗在弘龙水泥的实际情况表现为“零能耗”。
 
污泥制混合燃料粉的燃烧性能与熟料标煤耗
污泥配入
比例(%)
(混合)煤粉热值
(kJ/kg)
燃烧特性
熟料热耗
(kJ/kg)
标煤耗
(kg/t)
节煤率
(%)
0
22409
火焰红黑火头长
3491
119.3
 -
15
22077
火焰白亮有力黑火头短
3292
112.5
5.7
20
21965
火焰白亮有力黑火头短
3268
111.7
6.4
30
21765
火焰白亮有力黑火头短
3169
108.3
8.4
40
215427
火焰白亮有力黑火头短
3148
107.6
9.8
50
21302
火焰白亮有力黑火头短
3163
108.1
9.4
60
21081
火焰白亮有力黑火头短
3192
109.1
8.5
70
20873
火焰白亮有力黑火头短
3175
108.5
9.1
80
20641
火焰白亮有力黑火头短
3236
110.6
7.3
 
在正常运行期间,弘龙水泥生产部统计最高节煤率达18.9%
节煤率随进厂煤质差异波动较大,但大多波动在6~15%
 
可再生低碳能源示范技术
 
  示范验证生产线经过两年多的连续运行,验证了高含湿污泥及有机物作为可再生低碳能源的两大类经济性方案的可行性、经济性和清洁生产的可靠性,完美解决了如下技术难题:
01 有效解决了污泥处置过程中的异臭问题
  污泥能源化处理过程中可完全消除异臭、彻底消毒(杀灭全部细菌病毒及寄生虫卵),完全性消除了病原体微生物的扩散。
02 高效解决污泥脱水干燥极为困难、且干燥能耗高的问题 
  污泥经能源化改性调整处理后,污泥中的大量高含水菌团的生物膜壁被破坏、污泥的微观结构和特性改变,使其易于脱水干燥,可利用现有煤磨系统快速制成混合燃料,且可做到完全不影响煤磨产量和煤磨电耗。
  客观上,协同粉磨改性污泥制成混合燃料粉,其干燥、粉磨能耗显示为“零能耗”,且窑系统不增加额外的电耗和热耗。
03 有效解决污泥的难燃性问题,即解决影响煤的燃烧的问题可高效利用污泥中的能源,并能提高煤粉的燃尽率3~8%
  污泥中主要的有机物为两类,一类是泥质化的纤维(类似于硅化木)状物料,另一类是高内水含量的微生物菌团,加之极细泥质的覆裹,客观上使污泥的燃烧性能挺差,导致人们总是感慨污泥影响煤的燃烧性能。但经采用复合型的含催化燃烧功能的改性调整剂进行污泥改性处理后,可有效促进污泥中有机物的燃烧,使难燃的污泥转化为“助燃的燃料”,使污泥的能源得以高效利用,并可将煤粉的燃尽率提高3~8%。
04 有效消除可能的重金属污染,促进污泥中的重金属固融入矿物晶格中固化
  污泥经改性调整剂处理后,污泥中可能含有的复杂的重金属元素,能以可靠的方式以“硅酸根团”或“铝酸根团”或“硅铝酸根团”固熔于矿物晶格中,有效消除可能的重金属污染。
05 消除有害有毒气体的排放
  污泥的能源化处理,不只可以完全消除污泥处理过程中的异臭,还能从根本上消除二噁英产生的条件,无有害有毒废气产生。
06 消除对窑况的影响
  彻底解决污泥对窑系统工况的影响,有利于窑系统工况稳定和产质量的保证。
 
数年的工业生产线验证显示
● 市政污泥改性入煤磨制混合燃料粉是经济高效的,适宜于水泥厂、煤粉锅炉电厂能源化协同处置市政污泥
● 市政污泥改性、直接入工业窑炉快速干化清洁燃烧是可行的,适宜于煤磨能力偏小的水泥厂、循环流化床锅炉和炉排炉电厂等能源化协同处置市政污泥。但在不影响窑炉系统正常运行时掺量宜控制,含湿改性污泥虽可快速干化、清洁燃烧,但总量水份过多入窑炉仍会造成负面影响。
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