Va
料量 M i 进口 出口 进口 出口
/m3 ·h - 1 / kg·h - 1 θ1
θ2
W1
W2
112 ×105 2000
80
30 130 95
污泥温度 / ℃ 进口 出口
t1
t2
20 95
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 。
M j =M o ( 1 - W 2 ) = 400 kg / 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
ρ 1
、ρ2
,
查表得
ρ 1
= 01877
kg /m3 ,
ρ 2
= 01965
kg /m3 , 因此干燥器出口烟气量为
ρ
Vo
=
V
a
1
ρ
= 1109 ×105
+
X2 cw )
(
θ 2
-
θ 1
)
= 86 MJ / h
式中 cs ———干污泥比热容 ,
cs = 1105
cw = 41187 kJ / ( kg水 ·K)
干燥器干燥效率为 [7 ]
η =Qe /Qp = 65% 烟气提供的其余热量用于干燥器散热及其他热
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 120 000 m3 / 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 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 / ℃
[ 8 ] Jan Nadziakiewicz, M icha Kozio1Co - combustion of sludge w ith coal [ J ] 1App lied Energy, 2003, 75: 239 - 2481
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m3
/h
2
313 热量衡算
烟气降温为 Δt = t2 - t1 = 35 ℃, 给污泥干化 提供热量为 [ 5 ]
Qp =Va cp ( t2 - t1 ) = 5712 MJ / h
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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
3 左武 , 男 , 1985年生 , 硕士研究生 。南京市 , 210096。
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(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 。 211 工艺流程
(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
311 工况参数的确定 以处理量为 2 t/ h的烟气干化污泥系统为例 ,
损 , 图 2为污泥干化系统质量热量平衡图 。
图 2 污泥干化系统质量热量平衡
由 热 量 衡 算 可 知 , 烟 气 降 温 带 来 的 热 量 为 5712 MJ / 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 2300 t, 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 。
参 考 文 献
[ 1 ] 何晶晶 , 顾国维 , 李笃中 1城市污泥处理与利用 [M ] 1北 京 : 科学出版社 , 20031
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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 的污泥干化系统 , 并以处理湿污泥 2 t/ 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 和干污泥热值所产生的经济效益 。
4 经济性分析
假设污泥干化系统常年的工作时间为 6500 h, 以年处理 13000 t污泥的烟气干化污泥项目为例 , 实际干化后干污泥产量为 2600 t/ a。若污泥热值按 好 氧 污 泥 热 值 1 4 6 0 0 kJ / kg计 , 标 煤 热 值 按
20920 kJ / kg计 , 即 1 t干污泥的发热量相当于 017 t 标煤的发热量 [ 8, 9 ] 。由此可得干化系统产生的干污 泥折合标煤 1820 t/ a, 若 1 t标煤价格为 650 元 , 则干污泥折合为标准煤所产生的效益为 11813万元 /年 。
(2) 以 1 kg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 。
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烟气干化污泥系统分析
烟气干化污泥系统分析
左 武 3 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 2 t/ 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 。
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烟气干化污泥系统分析
式中 cp ———烟气平均定压比热容 , cp = 1134 + 01000163 t1
蒸发水份耗热为 [6 ]
kJ / (m3·K)
Qe =M h ( 2500 + 1188 t2 - 41187 t0 ) = 3708 MJ / h 污泥升温耗热为
Qm
= M j ( cs
[ 3 ] 杨小文 , 杜英豪 1国外污泥干化技术进展 [ J ] 1给水排水 , 2002, 28 ( 2) : 35 - 361
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《化工装备技术 》第 30卷 第 5期 2009年
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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 。
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 。干污泥送入 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 。
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 。