高干脱水后造纸污泥焚烧处置的方案比较.doc

高干脱水后造纸污泥焚烧处置的方案比较（上）
(2012-03-2514:11:04)
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【写在前面的话】受朋友之邀，写一篇“命题作文”，对一个高干度脱水后的造纸污泥处置项目进行些分析。鉴于这个题目比较有普遍性，可能是很多人都关心的，也由于这个研究的结论与笔者一向所持观点并不矛盾，且颇有发明，就改了一下发在这里。
为避免误解，首先声明，笔者不赞成使用大量石灰进行调质。笔者得到的条件是客户已上或已运行类似的高干脱水装置。比较是基于给定的条件进行的一个理论分析。
基于以前的经验，由于表格多多，会被系统以字数超标为由拒绝，所以只能分拆。由此造成的不便请海涵。

一、方案选择
根据要求，对以下三种处置技术方案进行分析和比较：
——方案一、高干脱水后直接与煤掺混入循环流化床锅炉焚烧
——方案二、高干脱水并利用电厂蒸汽干化后与煤掺混入循环流化床锅炉掺烧
——方案三、高干脱水后利用自建干化焚烧系统进行焚烧

二、计算条件和取值
1、脱水污泥性质
造纸企业的污泥一般有三种：化学污泥、剩余污泥和初沉污泥，假设其干基比例分别为30%、35%、35%。按泥性可设干基低位热值分别为1100、2200、2400大卡/公斤，则平均干基低位热值1940大卡/公斤。
测算规模根据客户的要求，原脱水湿泥的含固率按25%考虑，干基污泥量150吨/日。此时，湿泥的收到基构成可能为：

燃料的剩余水分M75.00灰分A10.70碳C6.34氢H0.92氧O6.91氮N0.08硫S0.05
2、高干脱水后污泥性质
由于高干脱水需要添加大量无机化学药剂如三氯化铁和生石灰等，这将造成高干脱水后污泥的总干基量上升，热值相对下降。
干基总量的上升，意味着无机药剂也会将一部分水分带入高干脱水后的污泥。
由于生石灰水合，使得无机药剂的干重增加，即如果输入1公斤CaO，会产生1.321公斤的氢氧化钙干重。
氢氧化钙在580度的焚烧温度下分解为水和氧化钙。这意味着焚烧时还需考虑氢氧化钙重新生成氧化钙所需的分解热，以及重新释放出的水分对焚烧装置的影响。
为便于判断水分的具体量，假设市场采购的石灰含氧化钙、氢氧化钙和杂质，比例分别为60%、20%、20%。
根据要求，测算点选择的是石灰添加量为湿基的10%，脱水后含固率50%。按此比例推算，高干后的污泥干基量229.1吨/日。
由于无机药剂的稀释作用，原干基污泥的构成也发生改变，干基热值同比降为原来的65.5%，即1270大卡/公斤。
这样，用于计算的污泥燃料构成为（假设因添加无机质的量不同而有变化）：

燃料的剩余水分M50.0040.00灰分A31.2860.00碳C8.3020.42氢H1.208.68氧O9.051.26氮N0.109.46硫S0.070.11
3、燃煤热值
用于计算的燃煤性质如下（取自《郑州热电厂670t/h锅炉双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器应用》）：

燃料的剩余水分M9.14灰分A26.30碳C54.41氢H2.74氧O6.17氮N0.84硫S0.40干基低位热值为5439大卡/公斤。

4、高干度脱水
为便于计算综合成本，有必要对高干度脱水的经济参数进行评估。主要取值如下：
-吨干基处理量的脱水电耗140kW（根据某高干脱水技术提供商的数据）；
-日吨湿基处理量的投资2.0万元；
-人员数量：8人
-年维护成本相当于初始设备投资的比例：5%

5、循环流化床锅炉
采用了一台220吨蒸汽/小时产能的循环流化床锅炉作为参考炉型，蒸汽参数为：压力9.81MPa，温度540度，给水温度150度。
对高干脱水污泥入循环流化床锅炉处置的技术经济分析，是基于不处置污泥时与处置污泥时的前后比较。
过剩空气系数均取1.22。
不处置污泥时，设排烟温度120度，蒸汽产量为额定产量220吨/时，以此时排出锅炉的湿烟气量为基本参考（锅炉设计上的限制）。
处置污泥时，方案一由于大量水分进入锅炉，出于硫酸腐蚀的考虑，设排烟温度160度；方案二设排烟温度135度。锅炉出口的湿烟气量一定的情况下，由于蒸汽占用体积大，干烟气量所占份额缩小，这意味着蒸汽产出量一定会减少；当然，考虑了污泥输入的热量，燃煤消耗量会减少。
从锅炉进煤口到出灰渣口、排烟口的锅炉全系统设为一个热工系，进行热平衡计算。不考虑蒸汽系统内部进行抽汽、再热以及发电、供热比例方面的变化。
所有焚烧的灰渣处置成本均暂不考虑。

锅炉事实上是作为“处置设施”处置污泥的，可能导致的成本如下：
锅炉的热效率降低，单位蒸汽产量的煤耗增加；
——蒸汽减产，减产蒸汽部