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安博,300MW燃煤电厂污泥掺烧技术研究及应用 魏砾宏等进行了污泥与煤混烧灰的结渣特性以及矿物质转变规律的研究,研究结果表明,污泥和煤掺烧比例为20%时,炉内温度达到1100℃,会引起轻微结渣;达到120

焦点提醒:300MW燃煤电厂污泥掺烧手艺研究和利用 魏砾宏等进行了污泥与煤混烧灰的结渣特征和矿物资改变纪律的研究,研究成果注解,污泥和煤掺烧比例为20%时,炉内温度到达1100℃,会引发稍微结渣;到达1200℃时,会引发严峻结渣。 来历:《浙江电力》 作者:李德波 孙超凡等 中国给水排水2023年中国污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事中国给水排水2023年中国污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事

300MW燃煤电厂污泥掺烧手艺研究和利用来历:《浙江电力》作者:李德波 孙超凡等2019/10/17
  • 摘要:针对300MW燃煤电厂进行污泥掺烧进程中呈现的要害问题进行了研究,提出了响应的处理办法,同时针对今朝燃煤电厂掺烧糊口污泥需要留意的问题进行了阐发。研究成果注解:掺烧比例节制在10%之内,污泥掺烧对煤的元素成份影响不年夜,对飞灰浓度影响不年夜,不会形成省煤器等受热面磨损加重;掺烧比例节制在10%之内,烟囱出口处粉尘浓度NOx和SO2都能知足超低排放要求,脱硫石膏、脱硫废水、脱硫浆液、飞灰和炉渣中重金属知足相干环保尺度排放要求。建议按期展开来厂污泥成份化验,按期监控飞灰、炉渣和脱硫石膏中重金属成份。

    引言

    燃煤电厂耦合生物资发电是实现煤电低碳转型,更年夜幅度下降二氧化碳排放的主要成长标的目的,而化石燃料燃烧发生碳排放致使天气转变,形成极端气候和灾难日趋严峻,《巴黎协议》提出对全球气温升高需节制在2℃之内的要求,使得燃煤火电二氧化碳成为其成长最首要的限制����APP身分。国度能源局和生态情况部在2018年6月28日核准全国84个燃煤火电厂生物资耦合发电的试点项目,包罗300 MW亚临界至1000 MW超超临界燃煤电厂,预示着我国煤电企业最先在较年夜规模内进行生物资耦合发电革新工作。

    国内一些研究者展开了燃煤电厂污泥掺烧研究工作。张成等应用数值摹拟手艺展开了污泥掺烧手艺研究,研究了分歧掺烧比例、分歧含水率下燃烧特征。朱天宇等展开了掺烧分歧品种污泥汽锅的燃烧特征的研究,以420 t/h四角切圆燃煤汽锅进行了单煤燃烧和2种污泥在分歧含水率的质量配比下的掺烧数值摹拟研究,研究成果注解,采取EDM(涡耗散模子)可以或许较好地摹拟污泥配比和含水率对汽锅燃烧和污染物排放特征的影响。

    张一帆等进行了城市污泥燃烧进程中Pb和Cd迁徙特征的研究。蒋志坚等进行了城市污泥流化床燃烧炉飞灰中重金属迁徙特征的研究,研究成果注解:Cd和As为易挥发性重金属,在炉膛内挥发的Cd和As和其化合物蒸汽在503℃和475℃时几近全数富集在飞灰颗粒,Cr,Mn,Cu,Zn首要经由过程夹带富集在飞灰颗粒,难堪挥发性重金属。闻哲等进行了城镇污泥干化燃烧措置手艺与工艺简介研究,对间接热干化、间接热干化、间接-间接结合热干化手艺的工作道理和优错误谬误进行了比力阐发,研究成果注解,污泥干化燃烧手艺类型是多样,采取烟气或蒸汽对污泥进行干化都是可行的,将污泥干化后操纵流化床燃烧炉进行零丁燃烧或在电站汽锅进行掺烧是最具有成长前景的手艺线路,而污泥输送、高效干化手艺与装备开辟和厂区臭气管理等是有待进一步研究的问题。

    曹通等展开了煤粉炉协同措置工业污泥现场实验研究,操纵热电厂煤粉炉小比例掺烧工业污泥现场实验,对掺烧后炉膛温度、飞灰含碳量、汽锅效力等参数的转变,对二噁英、SO2和NOx等首要污染物进行了现场监测,研究注解,跟着污泥掺烧比例的增添,炉膛温度下降,飞灰含碳梁增添,飞灰和炉渣中重金属含量增添。

    袁言言等操纵Aspen plus软件展开了污泥燃烧能量操纵与污染物排放特征的研究。盛洪产等进行了轮回流化床燃煤汽锅掺烧造纸污泥的运转特征阐发,对1台130 t/h轮回流化床汽锅进行热力均衡计较和烟风阻力计较,研究了分歧污泥掺烧质量分数对汽锅运转特征的影响,研究注解,跟着污泥掺烧质量分数的增年夜,炉膛出口烟气温度降落,排烟温度升高,汽锅效力下降,入炉干化污泥量年夜幅增添,而入炉煤量有减小,烟气量和灰量增添,过热器减温水显著增添,一次风空气侧阻力,二次风空气侧阻力和烟气侧阻力均增年夜。

    葛江等进行了烟煤与污泥混烧进程中重金属As,Zn和Cr的迁徙纪律和灰渣浸出特征的研究。殷立宝等展开了四角切圆燃煤汽锅掺烧印染污泥燃烧与NOx排放特征的数值摹拟研究,采取ANSYS FLUENT软件对四角切圆燃煤汽锅掺烧分歧质量分数和分歧含水率印染污泥燃烧特征和污染物排放特征进行了数值摹拟,研究成果注解,跟着印染污泥掺烧质量分数的提高,炉膛全体温度有降落,当含水率升高时,炉膛全体温度程度降落;并连系炉膛燃烧和NOx排放,保举掺烧质量分数和含水率别离为10%和40%的印染污泥手艺是可行的。

    刘蕴芳等进行了煤粉炉掺烧干化污泥的污染物排放特征研究。张成等展开了100 MW燃煤汽锅污泥掺烧实验与数值摹拟研究,研究成果注解,在不异掺烧比例的环境下,下降污泥含水率,NOx排放有所增添;掺烧比例小在20%时,汽锅燃烧特征与污染物排放NOx与单煤燃烧差别较小;当掺烧比例年夜在20%时,汽锅燃烧结果变差,NOx排放年夜幅度上升。

    魏砾宏等进行了污泥与煤混烧灰的结渣特征和矿物资改变纪律的研究,研究成果注解,污泥和煤掺烧比例为20%时,炉内温度到达1100℃,会引发稍微结渣;到达1200℃时,会引发严峻结渣。

    唐子君等进行了城市污水污泥与煤混烧的热重实验研究,取得了城市污水污泥与煤混烧的特征。国内其它研究者操纵数值摹拟手艺展开了燃烧特征和污染物生陈规律的研究。

    本文针对300 MW燃煤电厂展开污泥掺烧进程中呈现的要害问题进行研究,提出了响应的处理办法,同时针对今朝燃煤电厂掺烧糊口污泥需要留意的问题进行阐发,为正确评估污泥掺烧对燃煤电厂影响、现场展开燃煤耦合生物资掺烧手艺革新和现场优化运转供给了主要的根据。

    1 污泥掺烧相干环保尺度

    1.1 入厂污泥尺度

    因为我国并未制订特地的燃煤电厂协同措置污泥的手艺规范和泥质尺度,燃煤电厂掺烧污泥时,起首必需对进行掺烧的污泥泥质进行研究。污泥成份比力复杂,从污水厂来历划分,一般分为糊口污水厂污泥、工业污泥和危险废料污泥,糊口污泥无害成份较少,而工业污泥成份复杂,一般含有较多的重金属等无害成份,具体无害成份与工场工艺相关,每一个污水厂特征纷歧样,需要别离看待。进行工业污泥掺烧,要针对污泥进行化验,确保泥质及格且无害成份可接管的条件下进行,避免掺烧量过年夜影响发电厂灰渣特征。危险废料类污泥(含油污泥、无机溶剂污泥、概况处置废料类污泥等)只能送到特地的危险废料措置部分处置,不克不及在燃煤汽锅进行掺烧。因为燃煤机组重金属排放量比力少,国内没有针对燃煤电厂制订重金属排放目标,污泥一般含有较多重金属,为了不对情况形成影响,今朝燃煤电厂展开污泥掺烧时参考GB 24188-2009《城镇污水处置厂污泥泥质》、GB/T 24602-2009《城镇污水处置厂污泥措置零丁燃烧用泥质》制订入炉掺烧污泥的泥质尺度,对未到达入炉尺度的污泥,将谢绝领受。

    1.2 污泥烟气监测尺度

    因为元煤中重金属含量极低,现有燃煤电厂排放没相关在重金属排放的尺度,但是污泥中含有较多重金属,发电厂掺烧污泥时必需对烟气中的重金属进行检测与节制。针对污泥重金属特征,并参照燃煤电厂超低排放尺度与垃圾发电厂GB 18485-2014《糊口垃圾燃烧污染节制尺度》,依照尺度从严的准绳制订燃煤电厂掺烧污泥烟气排放尺度,并按期监测。表1为污泥掺烧后汽锅烟气监测建议的尺度(单元已换算成尺度状况下),今朝我国还没有相干的尺度,是以火急需要进行燃煤电厂污泥掺烧烟囱排放口烟气污染物监测尺度的制订工作。

    表1 汽锅掺烧污泥的排放尺度

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    2 污泥掺烧对机组运转影响阐发

    2.1 煤粉炉掺烧干化污泥的污染物排放

    煤粉炉掺烧干化污泥后,因为污泥本身含有的重金属元素品种和含量较燃煤有必然的差别,是以煤和污泥掺烧后灰渣中的重金属含量和烟气中无害气体的排放较单烧元煤时比拟会有差别。经由过程检测、比力污泥和煤和其分歧掺混比例后的原样和其灰渣中的重金属含量,能够初步判定样品在燃烧后重金属的迁移转换特点。表2为某燃煤电厂掺烧糊口污泥时,对污泥重金属进行化验获得的成果,此中的尺度为参考GB 24188-2009《城镇污水处置厂污泥措置零丁燃烧用泥质》表3、表4别离为对应煤质和污泥的工业阐发和元素阐发成果。

    表2 污泥重金属成份化验成果 mg/kg

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    表3 污泥元素阐发数据

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    经由过程尝试研究能够看出:污泥中的各类重金属元素的含量比煤中重金属含量偏高,可是因为掺烧比例最年夜8%,是以,燃猜中重金属总含量其实不年夜。比力单煤和分歧掺混比例后的混煤的灰渣中的重金属含量,掺烧污泥后,灰渣中的重金属含量较单烧单煤比拟都有了必然幅度的升高,可是因为掺烧比例最年夜8%,全体上升幅度不年夜。

    表4 元煤元素阐发数据

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    掺烧污泥与燃烧单煤比拟,CO和HCl和其他无机气体排放浓度根基不异,SO2和NOx排放转变不年夜,因为掺混污泥后混煤的含碳量降落,是以CO2排放浓度略有下降。污泥灰分比力多,掺烧后发生的飞灰有所增添,但因为发电厂设置装备摆设了静电除尘和湿式电除尘装备,掺烧污泥后烟尘排放没有产生转变。

    整体来讲,在最年夜8%掺烧比例下,与燃烧单煤比拟,在污染物排放方面没有发生较着的转变,未发觉因为掺烧污泥带来较着的无害气体排放浓度显著升高的状态。

    2.2 污泥掺烧对脱硝系统运转影响阐发

    污泥掺烧对脱硝系统运转的影响首要有烟气流量增添和灰分转变对催化剂磨损的影响和碱金属中毒两方面。碱金属含量一类是活性碱,如氯化物、硫酸盐和碳酸盐等;另外一类长短活性碱,首要具有在硅酸盐矿物中。碱金属引发催化剂中毒包罗物理中毒和化学中毒,此中物理中毒是由于燃煤汽锅SCR脱硝系统中,碱金属凡是不以液态情势具有,其盐颗粒只是堆积在催化剂概况或梗塞催化剂的部门孔洞,障碍NO和NH3向催化剂内部分散,从而使催化剂中毒掉活。如有水蒸汽在催化剂上凝聚,碱金属将引发化学中毒。

    最年夜8%比例污泥掺烧后,烟气流量略有增添,灰分略有增添,幅度也很小,但因为今朝经常使用的印尼褐煤灰分远低在设想煤种的灰分,是以对催化剂磨损影响较小。对物理中毒,因为污泥灰中碱金属成份和发电厂经常使用煤种碱金属成份误差不年夜,加上掺烧比例较低,根基没有产生转变。而且经由过程有用的吹灰,不会产生年夜量堆积,是以不会由于掺烧污泥致使物理中毒趋向增添。一样,因为SCR(选择性催化还原法)脱硝系统区域烟气温度节制较高,水蒸气不会在SCR脱硝系统区域凝聚,化学中毒趋向也不会较着转变。总的来讲掺烧最年夜8%污泥不会对汽锅掺烧对SCR脱硝系统运转带来较着影响。

    2.3 污泥掺烧对汽锅结焦的影响阐发

    某发电厂经常使用煤种和掺烧的糊口污泥的灰分环境见表5。

    表5 电厂经常使用煤种和污泥的灰分环境%

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    从污泥和煤的灰成份阐发可知,发电厂经常使用煤种和污泥的灰成份特征有必然差别。污泥灰成份与煤比拟,污泥中有较高的磷化合物,P2O5含量在混泥灰中高达11.72%,而在煤中只要0.16%,Fe2O3含量在煤种高达14.98%,混泥灰中只要6.5%;SiO2和Al2O3含量在煤灰平分别为34.58%和11.29%,在混泥灰平分别占44.48%和22.29%,申明煤灰中的硅铝酸盐含量较泥灰中低;计较其结焦指数,发电厂经常使用煤种为3.98,糊口污泥为2.11,污泥结焦指数都比经常使用煤种低,掺烧污泥有按捺经常使用印尼煤结焦的趋向。

    2.4 污泥掺烧对制粉系统运转影响阐发

    因为污泥干化后的硬度与污泥的来历,分歧时候段污泥的性质有很年夜联系。但相较在元煤污泥的物性仍是偏软的。污泥水份与发电厂本来燃煤的水份比力接近,制粉系统干燥出力根基能知足要求,且掺烧比例只要最年夜8%,夹杂燃料热值最年夜降落4%,制粉系统汽锅燃料质量需要增添约4%,制粉系统出力根基没有影响。

    3 污泥掺烧汽锅机能优化实验

    3.1 机能实验目标

    为了确保燃煤耦合污泥发电项目平安靠得住运转,下降污泥掺烧进程中对机组原本的燃煤煤质和制粉系统的影响,下降对煤机电组运转平安、运转效力、负荷调理和经济性影响,基在GB/T 10184-2015《电站汽锅机能实验规程》,展开了300 MW燃煤电厂污泥掺烧优化实验。干化污泥掺烧实验在220~330 MW多个负荷下进行,别离进行了干化污泥质量掺混比为3%,4%,5%和7%的多项实验,全部实验进程中,汽锅燃烧不变,制粉系统出力、汽锅带负荷能力知足出产要求,汽锅效力无较着转变。

    3.2 机能实验成果

    全部实验进程中,汽锅燃烧不变,主、再热汽温根基到达设想值,制粉系统出力、汽锅带负荷能力知足出产要求,实验得出以下首要结论:

    (1)在280 MW负荷下,进行了干化污泥质量掺混比别离为0%,3%,5%,7%的4个工况实验,汽锅热效力别离为92.50%,92.51%,92.72%和92.68%,批改后汽锅热效力别离为92.65%,92.75%,92.93%和92.87%。从干化污泥掺烧前、后,和分歧干化污泥掺混比例的汽锅热效力来看,汽锅热效力未产生较着转变,申明在今朝实验比例下,干化污泥掺烧并未形成汽锅燃料燃尽率降落,未影响汽锅热效力。

    (2)在220 MW负荷下,进行了干化污泥质量掺混比别离为0%,4%,7%的3个工况实验,汽锅热效力别离为92.15%,92.20%和92.08%,批改后汽锅热效力别离为92.38%,92.42%和92.28%。与280 MW负荷掺烧实验纪律分歧,220 MW负荷下干化污泥掺烧前、后汽锅热效力根基分歧,申明在实验时代,实验比例下的干化污泥掺烧未影响汽锅燃料燃尽率,未影响汽锅热效力。

    4 结论

    针对300 MW燃煤电厂展开污泥掺烧下,现场现实掺烧进程中呈现的要害问题进行了研究,提出了响应的处理策略,同时针对今朝燃煤电厂掺烧糊口污泥需要留意的要害问题进行了阐发,得出首要结论以下:

    (1)污泥来历多样,成份复杂,燃煤电厂环保举措措施贫乏二噁英搜集手段,建议发电厂掺烧污泥首要来历在糊口污水处置厂,谨严措置重金属含量较年夜的工业污泥,制止措置危废类的污泥。

    (2)国内没有针对燃煤电厂掺烧污泥的泥质尺度,发电厂需要按照国度相干尺度制订出合适本身的泥质尺度,按期进行化验。燃煤电厂掺烧污泥建议参考GB 24188-2009《城镇污水处置厂污泥泥质》与GB/T 24602-2009《城镇污水处置厂污泥措置零丁燃烧用泥质》,制订严酷的污泥入炉尺度,必需同时知足以上2个国标要求的污泥才答应掺烧。

    (3)因为元煤重金属含量极低,国度没有针对燃煤电厂重金属排放制订尺度,但是部门污泥重金属含量较高,燃煤电厂掺烧污泥,需要按期对重金属排放进行监测。燃煤电厂掺烧污泥按照GB 18485-2014《糊口垃圾燃烧污染节制尺度》制订燃煤电厂掺烧污泥烟气排放尺度,依照划定按期监测。

    (4)燃煤电厂掺烧污泥,需要按期对灰渣进行化验,确保飞灰、炉渣等副产物的质量不受影响。颠末现场长时候掺烧实验注解,燃煤电厂掺烧污泥比例在10%之内时,不会影响灰渣、石膏的质量。

    (5)需要污泥掺烧对燃煤电厂汽锅和从属装备影响较少,颠末现场长时候掺烧实验注解,在10%掺烧比例下,不会影响汽锅平安运转。

    (6)因为污泥水份含量年夜,灰分年夜,热值较低,污泥掺烧对炉膛热负荷有必然影响,机组负荷在220 MW以上掺烧污泥,能够包管燃烧不变。

    (7)燃煤电厂掺烧污泥,在7%比例之内进行掺烧,对汽锅效力有影响,形成汽锅效力降落。

    (8)燃煤电厂掺烧污泥,在8%比例之内进行掺烧,不会影响电厂烟气超低排放。

    本文研究功效为我国燃煤电厂污泥掺烧供给了主要的参考,具有主要的理讲价值和项目利用结果。

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