本发明涉及一种全燃煤泥循环流化床锅炉焚烧污泥的工艺。
背景技术：
污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。
目前，我国城市污水处理产业发展迅速，但配套污泥综合治理滞后。城市污水处理厂净化污水产生污泥水分很大，水分含量高达70％～90％；数量大，每万立方米污水处理后产生含水量80％的污泥5～10吨；而且污泥不稳定、易腐败、有恶臭；必须有效处理、处置。填埋是污泥主要的处置方式，填埋要求污泥含水率不大于60％。含水率过高的污泥不仅会增加填埋量，且具有流动性不利于分层压实而且可能留下填场的塌陷隐患。为降低水分进行污泥干化增加了处置成本。填埋不仅要占用大量的土地和花费大量的运输费用，而且填埋场周围的环境也会恶化，遭受渗沥液、臭气的困扰。焚烧是最有效的污泥处理方式，但存在以下问题：其一，焚烧过程中必须添加辅助燃料从而消耗大量的能源，焚烧的成本和运行费均很高。其二，存在烟气污染、噪声、震动、热和辐射以及产生成为环境热点的二恶英污染问题，对焚烧设备和工艺提出了更严格的要求，导致了投资和运行费用的进一步增加。所以，对污泥进行资源化利用比较困难。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种全燃煤泥循环流化床锅炉焚烧污泥的工艺，既能够利用污泥中的水分和污泥中的能量，还能够防止污泥在焚烧过程中产生二恶英，实现了污泥处理的无害化、资源化、减量化。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种全燃煤泥循环流化床锅炉焚烧污泥的工艺，将质量比为(4～99):1的湿煤泥和污泥搅拌混合，再添加水制成含水量为37～41％(质量)混合浆，将所述混合浆输送至循环流化床锅炉炉膛顶部给料口，并从给料口落入炉膛内进行燃烧；将质量比为(12～18):1的干煤泥与白云石粉末混合制备混合粉末，将所述混合粉末经给料机进入炉膛内燃烧；在燃烧过程中，向炉膛内喷入氨水。
首先，将湿煤泥与污泥搅拌，再加水制成含水量为37～41％(质量)混合浆，利用了污泥中水分，降低了水的加入量，控制混合浆的含水量能够符合燃料输送装置的流动装置要求，同时污泥在水分为37～41％时的燃烧热值为1200kcal/kg，能够充分利用污泥焚烧产生的热量；水分高，煤泥污泥混合浆料所需蒸发时间越长，吸收热量越多；着火越困难，飞灰中残炭含量增加，从而降低流化床锅炉的燃烧效率和稳定性；水份低不仅流变特性差，煤泥污泥混合浆料团块大，浆颗粒粗大，大颗粒在燃完之前被分离至旋风分离器底部，诱发结渣造成返料器结焦，严重时被迫停炉；通过反复试验，混合浆保持含水量37～41％，不仅可以保证污泥掺烧量，而且锅炉燃烧稳定，污染物排放量小时不超标；飞灰可燃物3％左右，锅炉燃烧效率高，为86～89％。其次，将干煤泥与白云石粉末进行混合，能够恢复入炉燃料的颗粒筛分组成，调节循环流化燃烧方式、改变燃料在炉膛内燃烧氛围，保持燃烧的料层压差，提高燃料的燃尽率，从而提高锅炉效率，同时加入白云石还能起到脱硫作用，使煤泥、污泥中的部分硫、氯固定在灰渣中。第三，通过湿煤泥与污泥的配比、干煤泥与白云石的配比及想炉膛内喷入氨水，能够防止污泥燃烧过程中的二恶英的生成，从而对污泥进行无害化、资源化、减量化处理。
燃烧分为加热、水份蒸发、挥发分析出和着火阶段。混合浆团快大，水份高，热值低，不易着火，水份越高，所需蒸发时间越长。本发明混合浆从炉膛顶部进入，靠自身重力自上而下快速下落，遇到自下而上的高温烟气冲刷，速度略减缓，落料均匀；而29.6米的炉膛净高，可以提供了充分的燃烧空间。从其他地方不仅破坏锅炉的水冷壁，造成安全隐患，更重要的是落料不均匀，引起结焦事故。
本发明的目的之二是提供一种上述工艺在供电或供热中的应用。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用污泥的热量，达到节约成本减少资源浪费的目的，每年可节约标准煤2500吨。
2、本发明直接利用污泥，减少污泥干化处理的中间环节，每年焚烧1.83万吨，可减少污泥处理费用183万元，同时创造了良好的社会效益。
3、本发明充分利用了循环流化床锅炉燃烧煤泥产生的高温烟气的热量，富氧使污泥充分燃烧，增加污泥燃尽率，同时能够防止了二噁英的生成；提高了锅炉效率，降低了锅炉的运行成本。
4、本发明能够杜绝垃圾处理厂填埋污泥对社会环境的危害，充分利用综合利用电厂废弃物处理设备，减少电厂工业水的消耗及常规燃料的消耗，减少工业水1.7万吨，减少干煤泥消耗4100吨，节约水资源费、燃料费成本约130万元。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明中所述的湿煤泥为水分含量大于等于20％(质量)的煤泥。
本发明中所述的杆煤泥为水分含量小于20％(质量)的煤泥。
本发明中所述污泥中的水分含量为70～90％(质量)。
本发明中所述白云石的化学成分为camg(co3)2，其中，氧化钙的含量为20～45％(质量)，氧化镁含量5～25％(质量)。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在污泥资源化处理比较困难的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种全燃煤泥循环流化床锅炉焚烧污泥的工艺。
本申请的一种典型实施方式中，提供了一种全燃煤泥循环流化床锅炉焚烧污泥的工艺，将质量比为(4～99):1的湿煤泥和污泥搅拌混合，再添加水制成含水量为37～41％(质量)混合浆，将所述混合浆输送至循环流化床锅炉炉膛顶部给料口，并从给料口落入炉膛内进行燃烧；将质量比为(12～18):1的干煤泥与白云石粉末混合制备混合粉末，将所述混合粉末经给料机进入炉膛内燃烧；在燃烧过程中，向炉膛内喷入氨水。
首先，将湿煤泥与污泥搅拌，再加水制成含水量为37～41％(质量)混合浆，利用了污泥中水分，降低了水的加入量，控制混合浆的含水量能够符合燃料输送装置的流动装置要求，同时污泥在水分为37～41％时的燃烧热值为1200kcal/kg，能够充分利用污泥焚烧产生的热量，水分过高则会降低燃料的燃烧热值，水分过低则会导致混合浆无法输送至炉膛内。其次，将干煤泥与白云石粉末进行混合，能够恢复入炉燃料的颗粒筛分组成，调节循环流化燃烧方式、改变燃料在炉膛内燃烧氛围，保持燃烧的料层压差，提高燃料的燃尽率，从而提高锅炉效率，同时加入白云石还能起到脱硫作用，使煤泥、污泥中的部分硫、氯固定在灰渣中。第三，通过湿煤泥与污泥的配比、干煤泥与白云石的配比及想炉膛内喷入氨水，能够防止污泥燃烧过程中的二恶英的生成，从而对污泥进行无害化、资源化、减量化处理。
优选的，提供大风帽，所述大风帽设置在炉膛的进风口处。针对炉膛密相区温度分布不匀，采用了大风帽，扩大布风面积，在保证布风板硫化的均匀性的同时，增加一次风量，创造密相区冨氧氛围。针对粉尘粘性增加，灰颗粒度变小，受热面积灰趋于严重，增加了声波吹灰器一套，使受热面清洁，保证主汽温度和排烟温度正常，最大限度的降低排烟损失，提高锅炉效率。
优选的，所述湿煤泥的水分含量为20～30％(质量)。
优选的，所述干煤泥的水分含量为11～18％(质量)。
优选的，所述白云石粉末的粒径为5～8毫米。
优选的，循环流化床锅炉的床温为870～930℃。
优选的，二次风量为38000～100000立方米/小时。
优选的，炉膛内料层压差为8.0～9.0kpa。
优选的，炉膛出口处的氧含量为6～21％(体积)。
优选的，所述氨水的喷入速度为300～600l/h。
本发明提供了一种上述工艺在供电或供热中的应用。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。
实施例1
污水处理厂净化污水产生的含水质量70～90％污泥，无需干化处理直接由密闭车辆运输至湿煤泥待添加区，卸车时均匀布置在湿煤泥堆旁。然后由铲车按照质量比为40:1的湿煤泥和污泥的比例将湿煤泥和污泥添加至强力搅拌仓，在强力搅拌仓内湿煤泥吸附污泥的水分，再加入水，制备成含水质量37％的混合浆，由刮板机输送至缓冲仓，缓冲仓内的混合浆由输送泵送入高压管道，由高压管道送至循环流化床锅炉炉顶的煤泥浆输送接口器，从而进入循环流化床锅炉炉膛内。
将质量比为15:1的干煤泥与白云石粉末混合制备混合粉末，混合粉末通过皮带输送至料仓内，经炉前给料机进入炉膛内。
向炉膛内以350l/h的流速喷入氨水。
炉膛的进风口处设有大风帽，炉膛内，混合浆、混合粉末及氨水高温燃烧发生反应，放出热量后供锅炉产生过热蒸汽发电供热，高温燃烧(温度为900℃，二次风量40000立方米/小时，炉膛的料层差压维持在8.0～9.0kpa之间，炉膛出口氧量10％(体积))发生反应后产生的废气通过电袋复合除尘器、脱硫塔净化后排入大气，固体废物送入高强度复合灰工艺线生产建材进行综合利用。
采用各物料的成分如表1所示，
表1
从表1中可以看出，实施例中采用的污泥煤泥浆(上述的混合浆)与加水煤泥浆比较：水分减少1％，灰份增加3％，挥发分增加1％，热值相近。
通过本实施例，二氧化硫的排放量55mg/nm3，氮氧化物62mg/nm3符合排放要求，且无二恶英产生。
实施例2
本实施例与实施例1相同，不同之处在于，湿煤泥和污泥的质量比为4:1，制成的混合浆的含水质量为41％，干煤泥与白云石粉末的质量比为18:1。
通过本实施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，且无二恶英产生。
实施例3
本实施例与实施例1相同，不同之处在于，湿煤泥和污泥的质量比为99:1，制成的混合浆的含水质量为39％，干煤泥与白云石粉末的质量比为12:1。
通过本实施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，且无二恶英产生。
对比例1
将质量比为3:1的湿煤泥和污泥搅拌混合，不加水获得的混合浆的含水质量为43.5％，含水量较高，虽符合燃料输送装置的流动装置要求，且该混合浆的热值较低，不适于作为循环流化床锅炉的燃料。
对比例2
将质量比为7:1的湿煤泥和污泥搅拌混合，不加水获得的混合浆的含水质量为35.7％，无法采用燃料输送装置进行输送，不适于作为循环流化床锅炉的燃料。
对比例3
本对比例与实施例1相同，不同之处在于，采用石灰石代替白云石。
通过本实施例，二氧化硫的排放量不符合排放要求，且有少量二恶英产生。
对比例4
本对比例与实施例1相同，不同之处在于，干煤泥与白云石粉末质量比为20:1。
通过本实施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，但是有少量二恶英产生。
对比例5
本对比例与实施例1相同，不同之处在于，不向炉膛内喷入氨水。
通过本实施例，二氧化硫的排放量符合排放要求，但是有大量二恶英产生。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。