燃煤电厂掺烧污泥的影响因素与发展趋势分析

  2023-11-30         0次

 燃煤电厂掺烧污泥的影响因素分析

1 掺烧污泥对锅炉的影响

(1)制粉系统磨损、积煤、堵煤污泥与煤粉混合后物料的含灰量增加，同时携带部分金属元素，会增加燃烧器、喷口、管道的磨损，另外混合物中碱金属含量的增加容易导致受热面结渣和腐蚀。由于污泥含水量高，经干燥预处理后含水量仍比煤高，因此污泥与煤炭掺混后提高了物料的黏度并降低了流动性，易使制粉系统发生积煤、堵煤。

(2)受热面磨损、积灰增加烟气中的含灰量增加，将导致受热面的磨损和水平烟道的积灰加重。

(3)对锅炉效率的影响掺入污泥后燃料的整体热值下降，飞灰增加，将降低锅炉的整体热效率。

(4)酸性气体排放的增加在燃料中掺入污泥，NOx和SO2的排放量有所增加，导致管道腐蚀严重加剧。

(5)对其他设备的影响含灰量的增加，使得对于除尘器、引风机、仓泵、出渣装置的容量均要求增加，从而增加了机组的投资成本。

2 掺烧污泥对污染物排放的影响

(1) SO2的形成和排放污泥的组成包含有机硫和无机硫，SO2的生成与污泥本身的含硫量、炉膛温度、空气过量系数、污泥含水率、湍流强度以及烟气停留时间等都有关系。污泥含水率对烟气中SO2浓度的影响较大，水分的存在会使SO2排放减少。当水分大于40%时，SO2排放急剧下降。

(2) NOx的形成和排放污泥燃烧过程NOx的生成机理一般情况下与煤相同，然而污泥中的氮、挥发分和灰分含量很高，固定碳含量则很低。污泥中的氮含量一般为6%～8%，并以氨的化合物形式存在，因此污泥掺烧后NOx排放比单纯燃烧煤炭更高。

(3)烟尘的形成与排放燃料燃烧时会产生烟尘。污泥中重金属含量较高，在掺烧过程中常以金属化合物或金属盐的形式混入烟气中排放造成污染，或沉积在管道、室壁的表面，加速了设备的腐蚀，同时影响了传热。

(4)二噁英的形成与排放二噁英是多氯二苯并二噁英和多氯二苯呋喃两类化合物的总称，是一种难降解的致癌物，具有热稳定性，通常当温度高于850℃时，才被分解破坏。因此，要求焚烧炉的燃烧温度高于850℃，并保证二噁英的停留时间在2 s以上，这样才可以进行有效分解破坏。目前，电厂1 025 t/h流化床锅炉负荷率较高，锅炉额定负荷下的燃烧温度均可以达到900℃以上，炉膛内烟气停留时间大于5 s。煤粉炉燃烧温度可达更高，但锅炉尾部排放的温度较低，二噁英依然可能存在，还需要进一步研究。

(5)炉渣中重金属的形成与排放在污水处理过程中，70%～90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。污泥掺烧过程中重金属一部分以炉渣的形式排出，一部分由于焚烧炉中出现的过量空气、湍流、真空等原因出现在烟气中，形成飞灰颗粒，从而对机组造成一定的影响，因此需要研究燃煤锅炉在不同运行工况下最佳的掺烧比，减小对锅炉机组产生的影响。

燃煤电厂掺烧污泥的发展趋势

目前，污泥的无害化处理以及资源化利用还处于探索阶段，焚烧和填埋仍将在一定时间内成为我国污泥处理的主流。但研究发现，电站锅炉机组掺烧污泥避免了污泥填埋所产生的生物、化学、物理反应，消除了污泥中的有害气体和渗透液对大气、土壤的二次污染，能使有机物全部氧化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，达到了污泥无害化、减量化处理的目的，具有较好的环保效益。总的来说，减少环境危害、降低污泥掺烧成本、控制污泥燃料特性、提高能源回收利用率是未来掺烧污泥技术的主要研究方向。

污泥与煤炭掺烧可以极大地降低污泥处理处置的成本，衍生的环境保护、土地资源利用等问题得到了一定程度的解决。电站锅炉进行小比例掺烧污泥，无论在可行性、可靠性和环保性上，均是城市污泥“无害化、减量化、资源化”处理的有效途径之一。但城市污水污泥来源复杂，仍需进行大量的研究和试验。

目前，污泥与煤炭掺烧是通过对电厂现有的设备进行适当改造而进行的，但掺烧污泥对机组设备的磨损、腐蚀不可避免，污染处理费用及设备损坏维修费用高昂是制约电厂进行掺烧污泥应用的主要因素，尚需相应的政策扶持，同样需要加强研究。

来源：黄伟,林英红,罗子丰,等. 燃煤电厂污泥掺烧技术及其研究进展[J]. 上海电力大学学报,2021,37(1):1-4,22. DOI:10.3969/j.issn.2096-8299.2021.01.001.如有侵权，请联系删除。