摘要：本研(yan)究(jiu)以(yi)德(de)國stuttgart-muhLhausen污(wu)水處(chu)理(li)廠的(de)鼓(gu)泡(pao)(pao)式(shi)流化床焚燒爐為主(zhu)要研(yan)究(jiu)對象,分析了(le)污(wu)泥處(chu)理(li)和焚燒工 藝(yi)流程及其特點,探討了(le)鼓(gu)泡(pao)(pao)式(shi)流化床焚燒爐污(wu)泥焚燒的(de)工藝(yi)特性。

1　污泥處理與處置的方法

污(wu)泥處理與(yu)處置的(de)目的(de)與(yu)其他(ta)廢棄物的(de)處理與(yu)處 置一樣,都是以減量化(hua)、資源化(hua)、無(wu)害化(hua)為原則。目前 在世界各(ge)國,填埋、農用和(he)焚(fen)燒是污(wu)泥處置的(de)幾(ji)種主要(yao)方(fang)法, 附表(biao)[1]就一些發達國家中使(shi)用此(ci)幾(ji)種處理方(fang) 法的(de)比例(li)進行了比較。近(jin)幾(ji)年來,污(wu)泥焚(fen)燒技術已經 成(cheng)為處理污(wu)泥的(de)主流,愈來愈受到(dao)重視。

這是(shi)(shi)因(yin)為焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)法與其它(ta)方法相(xiang)比(bi)具有(you)突出的(de)優點 :①焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)可以使剩余(yu)污(wu)泥(ni)的(de)體積減少(shao)(shao)到(dao)最(zui)小化(hua),因(yin)而 最(zui)終需(xu)要(yao)(yao)處(chu)置(zhi)的(de)物(wu)質(zhi)很少(shao)(shao),不(bu)存在(zai)重金屬(shu)離子的(de)問題 ,有(you)時焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)灰可制成(cheng)有(you)用的(de)產品(pin),是(shi)(shi)相(xiang)對比(bi)較(jiao)安全的(de) 一(yi)種(zhong)污(wu)泥(ni)處(chu)置(zhi)方式;②污(wu)泥(ni)處(chu)理速度快,不(bu)需(xu)要(yao)(yao)長期 儲存;③污(wu)泥(ni)可就地(di)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao),不(bu)需(xu)要(yao)(yao)長距(ju)離運輸;④可以 回收能量用于發電和供熱。

2　污泥焚燒工藝的興起與發展

污(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚燒(熱分解)是指在(zai)高溫(500～1000℃)下,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)固形(xing)物在(zai)無(wu)氧(yang)氣或者(zhe)低氧(yang)氣氛中分解成氣體、焦油以及(ji)灰等(deng)殘渣(zha)這(zhe)3部分的過(guo)程。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)焚燒的對(dui)象主要是脫水(shui)(shui)泥(ni)餅(bing)。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)脫水(shui)(shui)后的濾(lv)餅(bing)含水(shui)(shui)率(lv)(lv)仍達45%～86%,干燥(zao)處(chu)理(li)后污(wu)(wu)(wu)泥(ni)含水(shui)(shui)率(lv)(lv)可降至20%～40%,焚燒處(chu)理(li)后含水(shui)(shui)率(lv)(lv)可降至0,體積很小,便于運輸與處(chu)置。

污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)的(de)(de)初期(qi)研究是(shi)由美(mei)國(guo)的(de)(de)諾亞(ya)克(noack)(于(yu)(yu)1959年)、施(shi)萊(lai)辛格(schLesinger)等人(ren)(于(yu)(yu)1960年在(zai)(zai)彼得堡能(neng)源中心 (pittsburg energy center)開始的(de)(de),其共同的(de)(de)特點是(shi)以回收(shou)能(neng)源為(wei)目的(de)(de)[2]。脫水污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(水分65%～85%,其固體(ti)熱(re)值為(wei)7500～15000kJ kg)的(de)(de)熱(re)值低,因此(ci),焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)過程中必(bi)需添(tian)加輔助燃料,所以應(ying)該設計輔助燃料最(zui)少(shao)的(de)(de)流程。世界上第1臺焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)流化床鍋爐在(zai)(zai)1962年建于(yu)(yu)美(mei)國(guo) Lynnwordwashington,至(zhi)今(jin)仍在(zai)(zai)運行(xing)。目前,污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)是(shi)日本、奧地利、丹麥、法國(guo)、瑞士、德國(guo)等國(guo)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處置的(de)(de)主要方法。韓國(guo)正(zheng)在(zai)(zai) kwangdong Li污(wu)(wu)水處理(li)廠(chang)(chang)試(shi)運行(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)新工(gong)(gong)藝。泰國(guo)samutprakarn正(zheng)在(zai)(zai)建設東南亞(ya)規(gui)模最(zui)大的(de)(de)污(wu)(wu)水處理(li)廠(chang)(chang),其污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處理(li)單元將采用(yong)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)工(gong)(gong)藝。在(zai)(zai)我(wo)國(guo)的(de)(de)城市(shi)污(wu)(wu)水廠(chang)(chang)中,只(zhi)有深圳特區污(wu)(wu)水處理(li)廠(chang)(chang)用(yong)于(yu)(yu)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao),對工(gong)(gong)業(ye)廢水污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao),國(guo)內應(ying)用(yong)的(de)(de)也很少(shao)。

焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)型(xing)(xing)有(you)回(hui)轉型(xing)(xing)如(ru)回(hui)轉式(shi)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、多(duo)(duo)段型(xing)(xing)如(ru)立(li)式(shi)多(duo)(duo)段爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(多(duo)(duo)段豎爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu))及流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)型(xing)(xing)等(deng)。流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)有(you)如(ru)下特點(dian):①由(you)于流(liu)化(hua)(hua)(hua)層內粒子處(chu)于激(ji)烈運動狀(zhuang)(zhuang)態(tai),粒子與氣(qi)體之間(jian)的(de)(de)傳(chuan)質(zhi)與傳(chuan)熱速度很快,單位(wei)面積的(de)(de)處(chu)理能(neng)力(li)很大。②由(you)于流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)層內處(chu)于完全混合狀(zhuang)(zhuang)態(tai),所以(yi)加到流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)的(de)(de)固體廢(fei)(fei)物,除特別粗(cu)大的(de)(de)塊體之外(wai),都(dou)可以(yi)瞬(shun)間(jian)分散均勻。③由(you)于載體本(ben)身(shen)可以(yi)蓄存大量(liang)(liang)熱量(liang)(liang),并且處(chu)于流(liu)動狀(zhuang)(zhuang)態(tai),所以(yi)床(chuang)(chuang)(chuang)層反應溫(wen)度均勻,很少(shao)發生局部(bu)過(guo)熱現(xian)象,床(chuang)(chuang)(chuang)內溫(wen)度容易控(kong)制。即使一次投(tou)入(ru)較(jiao)(jiao)多(duo)(duo)量(liang)(liang)的(de)(de)可燃性廢(fei)(fei)棄(qi)物,也不(bu)會產(chan)生急(ji)冷或急(ji)熱現(xian)象。④在(zai)處(chu)理含有(you)大量(liang)(liang)易揮發性物質(zhi)時(shi)(如(ru)含油污泥(ni)),也不(bu)會像多(duo)(duo)段爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)那樣有(you)引起爆(bao)炸的(de)(de)危險。⑤流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)的(de)(de)結(jie)構(gou)簡單,設有(you)機械傳(chuan)動部(bu)件,故障少(shao),建造費用低。⑥空氣(qi)過(guo)剩(sheng)系數可以(yi)較(jiao)(jiao)少(shao)。⑦特別是流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)還具有(you)其本(ben)身(shen)獨特的(de)(de)優點(dian):燃料(liao)適應性廣,易于實(shi)現(xian)對有(you)害氣(qi)體so2和nox等(deng)的(de)(de)控(kong)制,還可獲(huo)得較(jiao)(jiao)高的(de)(de)燃燒(shao)效率,污泥(ni)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)的(de)(de)灰份有(you)多(duo)(duo)種用途等(deng)等(deng)。因此,流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)得到了較(jiao)(jiao)好的(de)(de)應用,其型(xing)(xing)式(shi)有(you)道(dao)爾(er)奧利(li)弗(dorr oLiver)流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、考可蘭(copeLand)式(shi)流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、回(hui)旋型(xing)(xing)流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)、帶干燥段的(de)(de)流(liu)化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)等(deng).

雖然焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)法與其它方法相比(bi)具有突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)優(you)點(dian),但是(shi)另一(yi)方面隨著焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)使用,它所存在的(de)(de)(de)若干問題也(ye)日漸暴露(lu)出(chu)來。其一(yi),焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)需(xu)要消耗大量的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan),而(er)能(neng)源(yuan)價格又不斷上漲,焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)成(cheng)本和(he)運行費均很(hen)高(gao);其二,存在煙氣污(wu)染(ran)問題,噪聲、震動、熱和(he)輻射以(yi)(yi)及產生成(cheng)為(wei)環(huan)境熱點(dian)的(de)(de)(de)二惡英污(wu)染(ran)問題。各發達國(guo)家都(dou)在制定更嚴格地固體焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)爐煙氣的(de)(de)(de)排放標準,這也(ye)將給剩余(yu)污(wu)泥的(de)(de)(de)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)提出(chu)更高(gao)的(de)(de)(de)要求。所以(yi)(yi),開發熱效(xiao)率高(gao),并能(neng)把環(huan)境污(wu)染(ran)控制在最小(xiao)限(xian)度的(de)(de)(de)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)工藝(yi)(yi)成(cheng)為(wei)當務之急。

綜(zong)上所(suo)述,目前焚(fen)(fen)燒(shao)工藝被世(shi)界(jie)各國認為(wei)是(shi)污(wu)(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理(li)中(zhong)的(de)(de)最(zui)佳實用技術(shu)之一。在歐(ou)洲、美國、日(ri)(ri)本等(deng)國家,該工藝已日(ri)(ri)漸成熟,它以處(chu)(chu)理(li)速度快,減量化程(cheng)國家,該工藝已日(ri)(ri)漸成熟,它以處(chu)(chu)理(li)速度快,減量化程(cheng)來,世(shi)界(jie)各國的(de)(de)環境條件(jian)均對(dui)(dui)廢棄物處(chu)(chu)理(li)所(suo)花費的(de)(de)時間和所(suo)占(zhan)的(de)(de)空間提出了更(geng)為(wei)嚴格的(de)(de)要求,因而污(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)技術(shu)已逐步(bu)成為(wei)污(wu)(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)主流(liu)技術(shu),愈來愈受到世(shi)界(jie)各國的(de)(de)青睞。我國在廢物焚(fen)(fen)燒(shao)的(de)(de)研究(jiu)方(fang)面起步(bu)較晚,特別是(shi)在污(wu)(wu)水(shui)廠(chang)剩余(yu)污(wu)(wu)泥(ni)焚(fen)(fen)燒(shao)這一領域更(geng)是(shi)缺(que)乏系(xi)統的(de)(de)研究(jiu),因此(ci)對(dui)(dui)污(wu)(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理(li)中(zhong)焚(fen)(fen)燒(shao)這一技術(shu)的(de)(de)研究(jiu)就顯得日(ri)(ri)益重要。

3　流化床焚燒爐(lu)焚燒工藝特(te)性

3．1　muLhausen污水處理(li)廠污泥處理(li)工藝流程

污泥處理工藝流程見圖1。

muhLhausen污(wu)(wu)(wu)(wu)水處理廠(chang)每年產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)540000m,即(ji)每日(ri)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)1500m,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)540000m,即(ji)每日(ri)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)1500m,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)540000m,即(ji)每日(ri)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)1500m,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)540000m,即(ji)每日(ri)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)1500m,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)540000m,即(ji)每日(ri)所(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)量(liang)(liang)為(wei)1500m,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)池產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)經重力濃縮池,污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)體(ti)積降為(wei)原體(ti)積的(de)一半左右,有(you)8座污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)濃縮池,體(ti)積總計11400m。經過(guo)離(li)心脫水和干(gan)燥的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)送去焚燒,有(you)4個離(li)心機(ji),最大處理量(liang)(liang)為(wei)160m h,3個污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)干(gan)燥機(ji),處理量(liang)(liang)為(wei)18t h,2座流化床焚燒爐的(de)每日(ri)干(gan)燥污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)焚燒量(liang)(liang)為(wei)72t。

3．2　污泥焚燒工藝流程

污(wu)(wu)(wu)泥焚燒(shao)(shao)工藝流(liu)程(cheng)見(jian)圖2。流(liu)向離(li)(li)心脫(tuo)水(shui)(shui)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥是(shi)由(you)約65%的(de)(de)(de)消化污(wu)(wu)(wu)泥和(he)(he)35%的(de)(de)(de)剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)泥所組(zu)成的(de)(de)(de),經(jing)機(ji)(ji)械脫(tuo)水(shui)(shui)后(hou)(hou),污(wu)(wu)(wu)泥含(han)水(shui)(shui)率降至75%。干燥機(ji)(ji)形式為(wei)圓盤干燥機(ji)(ji)(飽和(he)(he)蒸汽壓為(wei)9bar),污(wu)(wu)(wu)泥經(jing)過干燥處理后(hou)(hou),可(ke)(ke)達(da)到50%～55%的(de)(de)(de)含(han)固率,這(zhe)種組(zu)分的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥在流(liu)化床爐中可(ke)(ke)保證(zheng)自行燃燒(shao)(shao),無需額(e)外添加(jia)助燃劑(ji),可(ke)(ke)大(da)大(da)減少能(neng)源的(de)(de)(de)浪費。煙(yan)(yan)氣(qi)和(he)(he)飛灰在850℃左右時在同一個(ge)方向上離(li)(li)開焚燒(shao)(shao)爐,在余熱鍋爐中其(qi)溫度降至210℃,在接下來的(de)(de)(de)靜電除塵(chen)(chen)器Ⅰ中進行脫(tuo)塵(chen)(chen),剩(sheng)余的(de)(de)(de)灰塵(chen)(chen)含(han)量約為(wei)100mg m。經(jing)過準(zhun)干燥煙(yan)(yan)氣(qi)洗滌裝置(zhi)凈(jing)化后(hou)(hou)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)通(tong)過煙(yan)(yan)囪排放,灰塵(chen)(chen)被貯存在灰塵(chen)(chen)貯房中,稍后(hou)(hou)再利用或者運走

準干燥煙(yan)氣(qi)(qi)洗(xi)滌(di)裝(zhuang)置是由(you)噴射干燥機,靜電除(chu)(chu)塵(chen)器Ⅱ,2個(ge)洗(xi)氣(qi)(qi)池所(suo)構成的(de)(de)(de)(de),這套裝(zhuang)置的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是為了減輕空(kong)氣(qi)(qi)污染的(de)(de)(de)(de)負擔(dan),進(jin)一步去(qu)除(chu)(chu)煙(yan)氣(qi)(qi)中尚存(cun)的(de)(de)(de)(de)灰(hui)塵(chen)、重金屬和(he)硫、氯(lv)、氟、氮氧化(hua)物等有(you)害物質,煙(yan)塵(chen)量可以(yi)降低到目前含量的(de)(de)(de)(de)十分之一(<10mg m)。特別需要指出的(de)(de)(de)(de)是,對于去(qu)除(chu)(chu)煙(yan)氣(qi)(qi)中所(suo)含有(you)的(de)(de)(de)(de)金屬汞單質和(he)汞離子,m櫣hLhausen污水廠使(shi)用了專門的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)方法———hok(膛式爐焦炭)氣(qi)(qi)流吸附法和(he)在堿洗(xi)池添加藥劑tmt15。

在(zai)靜電除(chu)塵器(qi)(qi)Ⅰ和噴射(she)干燥機之間的(de)(de)(de)連接管道中(zhong)(zhong)(zhong),放有(you)(you)hok(膛式(shi)爐焦炭),它的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)吸(xi)附煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)含(han)有(you)(you)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)汞(gong)單質,大約每m煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)需 300～330ghok。這樣含(han)有(you)(you)汞(gong)的(de)(de)(de)顆粒在(zai)靜電除(chu)塵器(qi)(qi)Ⅱ中(zhong)(zhong)(zhong),可以與(yu)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)完全(quan)分(fen)離。接著煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)流入(ru)到(dao)2個洗氣(qi)(qi)(qi)(qi)池中(zhong)(zhong)(zhong),第(di)1個為(wei)水洗池,主(zhu)要為(wei)吸(xi)附灰塵和一些硫氧(yang)化物、HCL、HF等有(you)(you)害(hai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti),ph值(zhi)<1;第(di)2個為(wei)濃度(du)33%的(de)(de)(de)naoh洗氣(qi)(qi)(qi)(qi)池,主(zhu)要為(wei)去除(chu)so2等酸性氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti),該(gai)池的(de)(de)(de)ph值(zhi)為(wei)7左右,同(tong)時(shi)在(zai)這里,必須考慮到(dao)汞(gong)離子的(de)(de)(de)去除(chu)———添加少量的(de)(de)(de)tmt15,使之與(yu)hg結合(he)(he)。這樣通(tong)過hok氣(qi)(qi)(qi)(qi)流吸(xi)附法(fa)和使用(yong)添加到(dao)tmt15使金(jin)(jin)屬(shu)汞(gong)和汞(gong)離子從煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)被去除(chu),同(tong)時(shi)沒有(you)(you)影響(xiang)其(qi)它有(you)(you)害(hai)物的(de)(de)(de)分(fen)離。最(zui)后(hou)積聚汞(gong)的(de)(de)(de)顆粒和其(qi)它剩余物(鹽)一起從靜電除(chu)塵器(qi)(qi)Ⅱ中(zhong)(zhong)(zhong)排(pai)除(chu),作為(wei)特種垃圾被處(chu)理。這樣m櫣hLhausen污水處(chu)理廠所(suo)排(pai)放的(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)經洗氣(qi)(qi)(qi)(qi)池處(chu)理后(hou),完全(quan)符合(he)(he)1986年所(suo)確定的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)排(pai)放保護法(fa)所(suo)規(gui)定的(de)(de)(de)限值(zhi)。最(zui)后(hou)被凈化的(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)以74℃經100m高(gao)的(de)(de)(de)煙囪排(pai)入(ru)大氣(qi)(qi)(qi)(qi)。

3．3　鼓泡式流化床焚燒爐污泥(ni)焚燒工(gong)藝特(te)性(xing)

muhLhausen污水處(chu)理廠(chang)所(suo)使用(yong)的鼓泡式流化床焚(fen)燒爐的結構如圖3所(suo)示

支配(pei)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因素:時(shi)(shi)(shi)間(jian)、溫(wen)(wen)度(du)(du)、廢物(wu)(wu)和空(kong)(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)程(cheng)(cheng)(cheng)度(du)(du)。這(zhe)些因素有(you)著相互依賴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系,而每一個(ge)因素又可單獨對燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)產(chan)生(sheng)影響。燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)反應所(suo)(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)就是(shi)燒(shao)(shao)(shao)(shao)掉固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)廢物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。這(zhe)就要(yao)求固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)廢物(wu)(wu)在燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)層內(nei)(nei)有(you)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)停留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)粒度(du)(du)愈(yu)細,與空(kong)(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接觸面(mian)愈(yu)大,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)速(su)度(du)(du)快(kuai),固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)在燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)停留(liu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)就短,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)時(shi)(shi)(shi)間(jian)與固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)廢物(wu)(wu)粒度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1～2次(ci)(ci)方(fang)成正比(bi);反應速(su)度(du)(du)隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高而加(jia)快(kuai),所(suo)(suo)以在較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)時(shi)(shi)(shi)所(suo)(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)較(jiao)(jiao)短;為了使固(gu)(gu)體(ti)(ti)(ti)廢物(wu)(wu)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)完全,必(bi)須往燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室內(nei)(nei)鼓入(ru)過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)。氧濃度(du)(du)高,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)速(su)度(du)(du)快(kuai),這(zhe)是(shi)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最基本條件。對具體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廢物(wu)(wu)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng),需(xu)(xu)要(yao)根(gen)據物(wu)(wu)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性和設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型等(deng)因素確(que)定(ding)過(guo)剩氣(qi)量(liang)。在該焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爐(lu)膛(tang)內(nei)(nei),有(you)1個(ge)懸(xuan)浮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)。當處于靜止狀態(tai)時(shi)(shi)(shi),爐(lu)膛(tang)內(nei)(nei)有(you)1個(ge)約50cm厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細砂床(chuang)(chuang)置 于噴嘴(zui)式(shi)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)分配(pei)板之上,載體(ti)(ti)(ti)為十幾孔目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)石英砂 ,在焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)爐(lu)運轉過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong),熱(re)空(kong)(kong)氣(qi)從(cong)爐(lu)膛(tang)下(xia)部通(tong)入(ru),并以 一定(ding)速(su)度(du)(du)通(tong)過(guo)分配(pei)板,從(cong)而細砂床(chuang)(chuang)呈(cheng)“沸(fei)騰”狀態(tai),產(chan)生(sheng)了一個(ge)約1．5～2．0m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)。流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流化(hua)(hua)(hua)起 始速(su)度(du)(du)umf為10～20cm s,空(kong)(kong)塔速(su)度(du)(du)ua是(shi)umf的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2～8 倍。若ua>15umf時(shi)(shi)(shi),載體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶出(chu)量(liang)非常大,同時(shi)(shi)(shi)床(chuang)(chuang)層 壓力將減少;若ua<1．5umf時(shi)(shi)(shi),被焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)物(wu)(wu)呈(cheng)未燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)狀態(tai),容易結成餅狀,破壞系統運行(xing)。污泥從(cong)塔側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)投(tou) 料口(kou)投(tou)入(ru)到流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)上,在那里污泥急速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。直接 位于流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)區(qu)(qu)域上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爐(lu)區(qu)(qu)是(shi)二(er)次(ci)(ci)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)。該流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)具有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個(ge)特性是(shi):在焚(fen)(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong),污泥中(zhong)有(you)機物(wu)(wu)所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang),可作為污泥中(zhong)所(suo)(suo)含水分蒸發(fa)所(suo)(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang),這(zhe)樣對于流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次(ci)(ci)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)來說(shuo),附加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室就不再需(xu)(xu)要(yao)了,從(cong)而使流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)比(bi)煙氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)口(kou)溫(wen)(wen)度(du)(du)要(yao)低 25～60℃。

在(zai)燃(ran)(ran)燒(shao)過(guo)程中(zhong)過(guo)剩空(kong)氣(qi)比為1．4,在(zai)高溫區(qu)(>850℃)送入(ru)(ru)二次空(kong)氣(qi)燃(ran)(ran)燒(shao),減少(shao)(shao)co、不完全燃(ran)(ran)燒(shao)產(chan)(chan)物和前軀體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成(cheng)量,從而抑(yi)(yi)制(zhi)二惡(e)英(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成(cheng)量所(suo)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)在(zai)850～900℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)范圍從爐膛上部排出(chu),進(jin)入(ru)(ru)余(yu)(yu)熱鍋爐(在(zai)此(ci)所(suo)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)9bar的(de)(de)(de)(de)(de)(de)飽(bao)和蒸汽(qi)用于污泥(ni)干燥機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加熱),同時煙(yan)氣(qi)在(zai)這里被冷(leng)卻到210℃。未燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳粒或多(duo)環芳烴等(deng)合(he)成(cheng)二惡(e)英(ying)在(zai)300℃附近最顯著,因(yin)此(ci)為防(fang)止這種(zhong)合(he)成(cheng),讓除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)低溫化,即將除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)入(ru)(ru)口氣(qi)體(ti)溫度(du)降至 210℃以(yi)下,抑(yi)(yi)制(zhi)二惡(e)英(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成(cheng)。該(gai)流化床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)特性是它在(zai)運轉(zhuan)過(guo)程中(zhong)所(suo)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爐渣非常少(shao)(shao),主要是以(yi)一(yi)種(zhong)很細的(de)(de)(de)(de)(de)(de)灰———飛灰,散布在(zai)煙(yan)氣(qi)中(zhong),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)是通過(guo)余(yu)(yu)熱鍋爐后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)靜電除(chu)(chu)塵器(qi)(qi)來(lai)捕集。對于煙(yan)氣(qi)中(zhong)所(suo)含有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)害污染物是通過(guo)噴(pen)霧式(shi)濕法洗(xi)滌而被去除(chu)(chu)。在(zai)該(gai)水(shui)廠,共設有(you)2個洗(xi)氣(qi)池,分別(bie)采用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是水(shui)和naoh溶液(ye)進(jin)行濕法洗(xi)滌.

4　結語

鼓泡(pao)式流化床焚燒爐,燃燒速度快,固體在燃燒室內(nei)的(de)(de)停留時間短,污泥中(zhong)有機物(wu)所(suo)產生的(de)(de)熱量,可作為污泥中(zhong)所(suo)含水分蒸發所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)能(neng)量,無需(xu)(xu)附(fu)加燃料,且在運轉(zhuan)過程中(zhong)產生的(de)(de)爐渣極少(shao),其后續(xu)的(de)(de)靜電除(chu)塵器和(he)煙氣洗滌系(xi)統(tong)可捕(bu)集去除(chu)煙氣中(zhong)尚(shang)存(cun)的(de)(de)灰塵、重金屬和(he)氮氧化物(wu)等有害物(wu),確保了(le)所(suo)排放的(de)(de)煙氣達標。

參考文獻

1　李軍,楊(yang)秀山(shan),彭永(yong)臻(zhen)編(bian)著.微(wei)生物與水處理工程.北(bei)京:化工出版社,2002.

2　(日(ri))平(ping)岡正(zheng)騰,吉野善彌著.宗永(yong)平(ping),林(lin)譯.污(wu)泥處理(li)工程(cheng)學.上海:華東化工學院出(chu)版社,2000.

3　brain hemphiLL.fLuid bed technoLogy for sLudge destruction.water Engineering＆management,1988.12:37～40

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