应用现状
国外应用情况:国外对燃煤电厂掺烧污泥的研究较早,技术相对成熟。例如,污泥焚烧多段竖炉最早在德国应用,之后流化床炉占据市场主导,约 90% 以上份额。德国 Berlin-Ruhleben 污泥焚烧厂采用流化床焚烧湿污泥,脱水后含水率为 75%,每天约产生 45t 灰分,烟气中 SO₂含量仅为 30mg/m³。在日本,焚烧法处理污泥应用广泛,1992 年就有 1892 座焚烧炉燃烧处置了 75% 的市政污泥。
国内应用情况:示范项目增多:随着技术的发展与重视程度的提高,国内火电厂污泥掺烧的示范项目不断涌现。如国能(福州)热电有限公司污泥掺烧项目是国能集团在福建区域首个污泥掺烧试点项目,2024 年 3 月份污泥掺烧量创历史新高,完成 1025.4 吨,一季度累计掺烧量较上年度总量高 233%。
技术不断突破:一些企业和科研团队在污泥掺烧技术上取得了突破。南网科技公司污泥掺烧项目团队历时 10 年,突破了高效干化、锅炉效率下降明显、受热面结焦、污染物排放难以控制等关键技术瓶颈,开发了具有自主知识产权的大型燃煤电厂污泥掺烧处置集成技术与工程示范装置。
掺烧规模扩大:部分火电厂的污泥掺烧量逐渐增加,处理能力不断提升。承德热电的污泥掺烧项目,截至 2024 年 9 月 23 日,累计掺烧污泥 10300 吨,其污泥直掺焚烧系统可处理不同含水率的污泥,单日最大污泥掺烧量已超 200 吨,接近设计掺烧能力 250 吨 / 天。
行业前景分析
政策支持:在国家 “双碳” 战略背景下,以及对于固体废物处理 “无害化、减量化、资源化” 的要求,火电厂污泥掺烧作为一种有效的污泥处置和资源利用方式,将得到更多政策上的鼓励与支持。如国家能源集团提出 “发电 +” 多联供等发展路径,还发布了相关案例集为污泥耦合掺烧等提供参考。
环保需求:随着环保标准的日益严格,传统的污泥处理方式如填埋、堆肥等面临诸多限制,火电厂污泥掺烧可以在高温下有效处理污泥中的有机物质、重金属等,减少污染物排放,满足环保要求。
资源利用:污泥中含有一定的有机物质和可燃物质,具有一定的能源价值。通过掺烧污泥,可实现对其能源价值的回收利用,减少对传统煤炭等资源的依赖,符合资源循环利用的发展方向。
技术创新驱动:随着科技的不断进步,污泥干化技术、燃烧技术、污染物控制技术等将不断发展和完善,为火电厂污泥掺烧技术的广泛应用提供更有力的技术支撑,降低技术成本,提高运行效率和环保水平。
挑战:
设备影响:污泥掺烧会对锅炉等设备造成一定影响,如制粉系统磨损、积煤、堵煤,受热面磨损、积灰增加,酸性气体排放增加导致管道腐蚀加剧等,这需要企业增加设备维护成本和进行设备改造升级。
污染物排放控制难度大:虽然污泥掺烧在一定程度上可以处理部分污染物,但也可能带来新的污染物排放问题,如 NOx、SO₂排放增加,二噁英的生成控制等,需要更先进的污染控制技术和严格的监测手段。
污泥质量不稳定:不同地区、不同污水处理厂的污泥成分和性质差异较大,含水率、重金属含量、有机成分等不稳定,这给污泥掺烧的工艺控制和稳定运行带来困难,需要根据污泥质量的变化及时调整掺烧方案和运行参数。
经济成本考量:污泥的收集、运输、干化处理等环节都需要一定的成本投入,且可能会降低锅炉的热效率,增加发电成本。如果没有合理的经济补偿机制和政策支持,可能会影响火电厂开展污泥掺烧的积极性。
火电厂污泥掺烧技术的应用案例:
国电电力承德热电公司:2023 年 12 月 5 日,该公司火电协同污泥资源化利用项目开始调试运行。截至 2024 年 9 月 23 日,累计掺烧污泥 10300 吨,营收达 216 万元。其污泥直掺焚烧系统可处理含水率 20%-60% 的半干污泥及含水率 80% 的湿污泥,单日最大污泥掺烧量已超 200 吨,接近设计掺烧能力 250 吨 / 天。
国家能源集团安徽公司马鞍山电厂:其污泥掺烧系统于 2023 年 1 月 12 日通过带负荷 168 小时试运行阶段,每天可 “消化” 140-200 吨的湿污泥进入湿料仓。该项目采用蒸汽传热圆盘干化工艺,将含水率约 80% 的湿污泥干化成含水率约 40% 的干污泥,干化后的污泥送入 6 号主皮带尾部掺混后送入锅炉焚烧,干化机每台额定处理能力为 4.17 吨每天。干化产生的乏气经处理后,不凝气体与锅炉二次风混合送入炉膛焚烧,冷凝废水预处理后送至市政污水管网。
华能福州电厂:与福州创园环保水处理公司合作,接收两个污水处理厂的污泥进行焚烧处理。每日污泥掺烧量稳步提升,最高时每日可掺烧 120 吨,截至 2018 年 8 月底,共处置污泥 11528 吨,每年为电厂带来约 300 万元的收入,该项目还被列为国家首批试点项目。
青岛市城阳区污水处理厂:其污泥处置工程(一期)项目是青岛市首个采用 “低温干化 + 电厂协同掺烧” 的污泥处置项目,总投资 1.37 亿元,占地约 26 亩,设计处理规模 300 吨 / 日,可将污泥含水率从 80% 脱水干化至 30%,外运至电厂协同掺烧。
来源:灵动核心
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