摘要：針對(duì)300MW燃煤電廠進(jìn)行污泥摻燒過程中出現(xiàn)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的解決措施，同時(shí)針對(duì)目前燃煤電廠摻燒生活污泥需要注意的問題進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:摻燒比例控制在10%以內(nèi)，污泥摻燒對(duì)于煤的元素成分影響不大，對(duì)飛灰濃度影響不大，不會(huì)造成省煤器等受熱面磨損加劇;摻燒比例控制在10%以內(nèi)，煙囪出口處粉塵濃度NOx和SO2都能滿足超低排放要求，脫硫石膏、脫硫廢水、脫硫漿液、飛灰和爐渣中重金屬滿足相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放要求。建議定期開展來廠污泥成分化驗(yàn)，定期監(jiān)控飛灰、爐渣和脫硫石膏中重金屬成分。

引言

燃煤電廠耦合生物質(zhì)發(fā)電是實(shí)現(xiàn)煤電低碳轉(zhuǎn)型，更大幅度降低二氧化碳排放的重要發(fā)展方向，而化石燃料燃燒產(chǎn)生碳排放導(dǎo)致氣候變化，造成極端天氣和災(zāi)害日益嚴(yán)重，《巴黎協(xié)定》提出對(duì)全球氣溫升高需控制在2℃以內(nèi)的要求，使得燃煤火電二氧化碳成為其發(fā)展最主要的制約因素。國(guó)家能源局和生態(tài)環(huán)境部于2018年6月28日批準(zhǔn)全國(guó)84個(gè)燃煤火電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電的試點(diǎn)項(xiàng)目，包括300 MW亞臨界至1000 MW超超臨界燃煤電廠，預(yù)示著我國(guó)煤電企業(yè)開始在較大范圍內(nèi)進(jìn)行生物質(zhì)耦合發(fā)電改造工作。

國(guó)內(nèi)一些研究者開展了燃煤電廠污泥摻燒研究工作。張成等運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)開展了污泥摻燒技術(shù)研究，研究了不同摻燒比例、不同含水率下燃燒特性。朱天宇等開展了摻燒不同種類污泥鍋爐的燃燒特性的研究，以420 t/h四角切圓燃煤鍋爐進(jìn)行了單煤燃燒和2種污泥在不同含水率的質(zhì)量配比下的摻燒數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果表明，采用EDM（渦耗散模型）能夠較好地模擬污泥配比和含水率對(duì)鍋爐燃燒及污染物排放特性的影響。

張一帆等進(jìn)行了城市污泥焚燒過程中Pb和Cd遷移特性的研究。蔣志堅(jiān)等進(jìn)行了城市污泥流化床焚燒爐飛灰中重金屬遷移特性的研究，研究結(jié)果表明：Cd和As為易揮發(fā)性重金屬，在爐膛內(nèi)揮發(fā)的Cd和As及其化合物蒸汽在503℃和475℃時(shí)幾乎全部富集于飛灰顆粒，Cr，Mn，Cu，Zn主要通過夾帶富集于飛灰顆粒，為難揮發(fā)性重金屬。聞?wù)艿冗M(jìn)行了城鎮(zhèn)污泥干化焚燒處置技術(shù)與工藝簡(jiǎn)介研究，對(duì)直接熱干化、間接熱干化、直接-間接聯(lián)合熱干化技術(shù)的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，研究結(jié)果表明，污泥干化焚燒技術(shù)類型是多樣，采用煙氣或者蒸汽對(duì)污泥進(jìn)行干化都是可行的，將污泥干化后利用流化床焚燒爐進(jìn)行單獨(dú)焚燒或者在電站鍋爐進(jìn)行摻燒是最具有發(fā)展前景的技術(shù)路線，而污泥輸送、高效干化技術(shù)與設(shè)備開發(fā)及廠區(qū)臭氣治理等是有待進(jìn)一步研究的問題。

曹通等開展了煤粉爐協(xié)同處置工業(yè)污泥現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，利用熱電廠煤粉爐小比例摻燒工業(yè)污泥現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)摻燒后爐膛溫度、飛灰含碳量、鍋爐效率等參數(shù)的變化，對(duì)二噁英、SO2和NOx等主要污染物進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，研究表明，隨著污泥摻燒比例的增加，爐膛溫度降低，飛灰含碳梁增加，飛灰和爐渣中重金屬含量增加。

袁言言等利用Aspen plus軟件開展了污泥焚燒能量利用與污染物排放特性的研究。盛洪產(chǎn)等進(jìn)行了循環(huán)流化床燃煤鍋爐摻燒造紙污泥的運(yùn)行特性分析，對(duì)1臺(tái)130 t/h循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行熱力平衡計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì)算，研究了不同污泥摻燒質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鍋爐運(yùn)行特性的影響，研究表明，隨著污泥摻燒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，爐膛出口煙氣溫度下降，排煙溫度升高，鍋爐效率降低，入爐干化污泥量大幅增加，而入爐煤量有減小，煙氣量和灰量增加，過熱器減溫水顯著增加，一次風(fēng)空氣側(cè)阻力，二次風(fēng)空氣側(cè)阻力和煙氣側(cè)阻力均增大。

葛江等進(jìn)行了煙煤與污泥混燒過程中重金屬As，Zn和Cr的遷移規(guī)律和灰渣浸出特性的研究。殷立寶等開展了四角切圓燃煤鍋爐摻燒印染污泥燃燒與NOx排放特性的數(shù)值模擬研究，采用ANSYS FLUENT軟件對(duì)四角切圓燃煤鍋爐摻燒不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同含水率印染污泥燃燒特性和污染物排放特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明，隨著印染污泥摻燒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，爐膛整體溫度有下降，當(dāng)含水率升高時(shí)，爐膛整體溫度水平下降；并結(jié)合爐膛燃燒和NOx排放，推薦摻燒質(zhì)量分?jǐn)?shù)和含水率分別為10%和40%的印染污泥技術(shù)是可行的。

劉蘊(yùn)芳等進(jìn)行了煤粉爐摻燒干化污泥的污染物排放特性研究。張成等開展了100 MW燃煤鍋爐污泥摻燒試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果表明，在相同摻燒比例的情況下，降低污泥含水率，NOx排放有所增加；摻燒比例小于20%時(shí)，鍋爐燃燒特性與污染物排放NOx與單煤燃燒差異較??；當(dāng)摻燒比例大于20%時(shí)，鍋爐燃燒效果變差，NOx排放大幅度上升。

魏礫宏等進(jìn)行了污泥與煤混燒灰的結(jié)渣特性以及礦物質(zhì)轉(zhuǎn)變規(guī)律的研究，研究結(jié)果表明，污泥和煤摻燒比例為20%時(shí)，爐內(nèi)溫度達(dá)到1100℃，會(huì)引起輕微結(jié)渣；達(dá)到1200℃時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重結(jié)渣。

唐子君等進(jìn)行了城市污水污泥與煤混燒的熱重試驗(yàn)研究，獲得了城市污水污泥與煤混燒的特性。國(guó)內(nèi)其它研究者利用數(shù)值模擬技術(shù)開展了燃燒特性及污染物生成規(guī)律的研究。

本文針對(duì)300 MW燃煤電廠開展污泥摻燒過程中出現(xiàn)的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的解決措施，同時(shí)針對(duì)目前燃煤電廠摻燒生活污泥需要注意的問題進(jìn)行分析，為準(zhǔn)確評(píng)估污泥摻燒對(duì)燃煤電廠影響、現(xiàn)場(chǎng)開展燃煤耦合生物質(zhì)摻燒技術(shù)改造和現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行提供了重要的依據(jù)。

1 污泥摻燒相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

1.1 入廠污泥標(biāo)準(zhǔn)

由于我國(guó)并未制定專門的燃煤電廠協(xié)同處置污泥的技術(shù)規(guī)范及泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，燃煤電廠摻燒污泥時(shí)，首先必須對(duì)進(jìn)行摻燒的污泥泥質(zhì)進(jìn)行研究。污泥成分比較復(fù)雜，從污水廠來源劃分，一般分為生活污水廠污泥、工業(yè)污泥和危險(xiǎn)廢物污泥，生活污泥有害成分較少，而工業(yè)污泥成分復(fù)雜，一般含有較多的重金屬等有害成分，具體有害成分與工廠工藝有關(guān)，每個(gè)污水廠特性不一樣，需要分別對(duì)待。進(jìn)行工業(yè)污泥摻燒，要針對(duì)污泥進(jìn)行化驗(yàn)，確保泥質(zhì)合格且有害成分可接受的前提下進(jìn)行，避免摻燒量過大影響發(fā)電廠灰渣特性。危險(xiǎn)廢物類污泥（含油污泥、有機(jī)溶劑污泥、表面處理廢物類污泥等）只能送到專門的危險(xiǎn)廢物處置部門處理，不能在燃煤鍋爐進(jìn)行摻燒。由于燃煤機(jī)組重金屬排放量比較少，國(guó)內(nèi)沒有針對(duì)燃煤電廠制定重金屬排放指標(biāo)，污泥一般含有較多重金屬，為了避免對(duì)環(huán)境造成影響，目前燃煤電廠開展污泥摻燒時(shí)參考GB 24188-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》、GB/T 24602-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》制定入爐摻燒污泥的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于未達(dá)到入爐標(biāo)準(zhǔn)的污泥，將拒絕接收。

編輯：趙凡