正文
2.1焚烧物料性质分析
目前,万兴环保发电厂处理对象主要是来自成都市中心城区的生活垃圾。其在收运过程中经转运站压缩后进人垃圾焚烧厂垃圾储坑,再经数天堆酵后,生活垃圾中的部分水分已沥出,人炉垃圾热值波动不大。白2017年1月,该厂人炉垃圾热值为6000~8 000 kJ/kg,一般无需添加辅助燃料。
万兴环保发电厂拟掺烧的污泥包括该厂所在固废处理产业园区2座垃圾渗沥液厂的脱水后污泥和成都市中心城区污水处理厂的脱水后污泥。污泥泥质和万兴环保发电厂入炉垃圾性质和元素分析见表1。
由表1可见,含水率约80%的污泥热值远远低于人炉前生活垃圾热值,而设计万兴环保发电厂人炉垃圾热值最低为4 400 kJ/kg。污泥需经干化处理提高热值后,与生活垃圾人炉掺烧才能保证不影响垃圾焚烧系统运行工况。此外,污泥中灰分、含硫量均远高于生活垃圾。
2.2污泥干化程度和掺烧规模分析
污泥的低位热值随着污泥含水率的降低而提高。污泥在干化过程中会经过黏滞区,在这个区域内污泥的含水率为45%-60%,具有黏性,不能自由流动,不利于输送;干化至含水率35%-45%,此时污泥呈粒状且容易与其他物质混合。当污泥干化至含水率≤30%,此时污泥接近粉尘状,焚烧易爆燃,安全隐患极大。鉴于含水率40%一45%的污泥热值5500—6000kJ/kg,与生活垃圾热值接近,既不影响焚烧系统运行工况效果,也不影响物料输送混合,故设计本项目污泥干化至含水率40%~45%。
垃圾焚烧厂掺烧干化后污泥的比例在很大程度上取决于物料热值等性质,还需结合垃圾焚烧炉型、掺烧污泥后对焚烧系统运行工况和烟气净化系统造成的影响确定掺烧比例。万兴环保发电厂设计垃圾处理规模为2
400
t/d,根据相关研究和行业内实际运行经验,在不影响焚烧系统正常运行的前提下,炉排炉型垃圾焚烧厂污泥掺烧比例5%-8%为宜。考虑一定的运行工况波动,最终确定万兴环保发电厂协同处理脱水后污泥(含水率80%)规模为400
t/d,经万兴环保发电厂余热蒸汽干化后,污泥(含水率40%)规模约133
t/d,入炉与生活垃圾混烧。干化后污泥人垃圾焚烧炉掺烧比约5.54%。
2.3万兴环保发电厂增加污泥干化一协同焚烧工艺技改难点
业内利用垃圾焚烧发电厂的余热蒸汽干化污泥,将干化后的污泥按一定比例输送至垃圾焚烧炉内与生活垃圾协同焚烧,该技术已成熟并且在国内有多处工程案例,但几乎均为项目建设初期设计就考虑将污泥一垃圾协同焚烧纳人系统工程设计方案并配套实施建设。业内鲜有在已投运的垃圾焚烧厂新增污泥干化一协同焚烧工艺技改的案例。万兴环保发电厂已投运有1a多,建厂设计并未考虑该厂投运后期会实施增加污泥干化一协同焚烧工艺技改,如在该厂实施此技改并要保证改造后运行效果,存在与现有垃圾焚烧主体设施入炉物料、蒸汽余热、臭气、废水、烟气、冷却水等多种物料流转边界条件的约束和物料平衡难题,技改需突破以下技术瓶颈:
1)该厂设计垃圾焚烧炉排炉机械负荷一定的情况下,需保证掺烧污泥后不影响垃圾处理量和焚烧系统运行工况。
2)由于该厂二次蒸汽(汽机抽气)量一定,且二次蒸汽已用于厂内现有多处换热单元环节,因此在二次蒸汽富余量有限的情况下,需在不打破现有的热力平衡条件下优化利用二次蒸汽余热干化污泥,需充分利用现有热力系统条件最优化匹配新增污泥干化一协同焚烧工艺的要求。
3)由于该厂的设计烟气净化系统和垃圾渗沥液处理系统处理能力是一定的,而污泥协同焚烧产生的烟气污染物需利用现有烟气净化系统进行处理,且污泥干化产生的废水需利用现有的垃圾渗沥液处理系统进行处理。需在最优化利用以上现有环保治理设施条件基础上对环保治理设施进行必要的局部改造,以匹配掺烧污泥后新增污染物治理的要求。