杭世珺我国污泥干化焚烧工艺现况思考和建议20140112最终5d16ed8b50e2

污泥干化焚烧技术和装备的现状及发展趋势内容提要1.污泥干化焚烧简介2.国内外干化焚烧现况及趋势3.国内典型工程设备业绩及分析4.结论与建议1.污泥干化焚烧简介干化工艺特点优势问题1.产品体积减小，运输费用低2.产品满足EPA503标准，可用作肥料、土壤改良剂、燃料等3.产品易于贮存和运输，出售产品可抵消部分投资和运行费用4.可与厌氧消化、高干度脱水等工艺结合，实现燃料基本自持5.设备占地面积小6.便于控制厂区臭味，公众接受程度高7.已有各种规模的运行业绩1.存在粉尘爆炸、产品过热和燃烧等方面的安全问题（当前的设计已在很大程度上地降低了此风险）2.比其他方式相比，建设、运行及维护费用及能耗较高3.对技术管理水平要求高4.需采取大气污染控制措施5.若初沉污泥干化前未经消化处理会导致干化产品有臭味6.产品价格与市场需求量及产品性质直接相关1.污泥干化焚烧简介干化类型热效率较高，烟气量较大一般须通过返混来避免“粘性”或“塑化”阶段热效率较低，烟气量较小一般不需返混，部分需返混1.污泥干化焚烧简介干化类型1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备转鼓式干燥机转鼓式直接加热，适用于规模较大的干化项目按通道数量分为单通道和三通道转鼓式干化机全干化污泥颗粒粒径分布均匀，平均粒径1~4mm1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备带式干燥机带式低温带式65ºC，中温带式110~130ºC，系统氧含量10%无需干泥返混，适用于污泥全干化和半干化全干化时粉碎后粒径3~5mm1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备桨叶式干燥机桨叶式间接加热，热媒为蒸汽或导热油等无需干泥返混，适用于污泥全干化和半干化半干化污泥为疏松团状，全干化污泥粒径10mm1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备卧式转盘干燥机卧式转盘间接加热，热媒为蒸汽或导热油等，系统氧含量10%需干泥返混，适用于污泥全干化和半干化半干化污泥为疏松团状，全干化污泥颗粒粒径分布不均匀1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备立式圆盘干燥机立式圆盘间接加热，热媒一般只采用导热油需干泥返混，仅适用于污泥全干化全干化污泥颗粒粒径分布均匀，平均粒径1~5mm（珍珠造粒）1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备流化床干燥机流化床直接加热、间接加热或混合加热，热媒为蒸汽或导热油等无需干泥返混，适用于污泥全干化和半干化半干化污泥颗粒粒径不均匀，全干化污泥粒径1~5mm1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备喷雾干燥机喷雾直接加热，热媒为烟气、热空气、过热蒸汽等无需干泥返混，适用于污泥全干化和半干化雾化液滴粒径在30~150μm1.污泥干化焚烧简介干化工艺设备二段式干燥机二段式可利用天然气、燃油、沼气、蒸汽等热源一级处理多余的能量部分转换成热量，提供给二级处理1.污泥干化焚烧简介碳化工艺设备碳化适合于热值高、挥发份高的污泥无氧环境下高温加热干污泥，将有机物转化为不凝性气体和碳碳化工艺1.污泥干化焚烧简介焚烧工艺设备多膛炉多膛炉耐火砖砌筑上下串联炉膛和圆柱形钢壳体，一般有4~14个炉膛中心轴耙动污泥，使之以螺旋型轨道向下依次通过各炉膛适应性好、燃烧效率高、燃烧温度易控制，但二次污染严重1.污泥干化焚烧简介焚烧工艺设备流化床流化床通常分为固定式（鼓泡式）、回转式和循环式三种床下布风使惰性颗粒呈沸腾状，上方有燃烬段（悬浮段）辅助燃料用量较小、烟气排放较易控制，为主流污泥焚烧设备1.污泥干化焚烧简介焚烧工艺设备回转窑回转窑直径一般4~6m，长度约10~20m回转窑缓慢旋转，内壁为耐火砖砌筑或管式水冷壁对于低热值的污泥或生活垃圾的焚烧比较有效、彻底2.国内外干化焚烧现况及趋势美国美国设有97家单位运行的218座污泥焚烧炉，包括55座流化床和163座多膛炉。此外还有57座纸浆和造纸污泥焚烧设备。（2010年EPA报告）土地利用41%焚烧22%填埋17%深度处理12%其他资源利用7%其他处置方式1%美国污泥各类处置方式的比例（2006）趋势：A级污泥对含水率及病原体要求较高，但应用范围更广，因此经热干化处理后，达到A级标准并进行土地利用的污泥量逐年增加焚烧炉数量2.国内外干化焚烧现况及趋势美国美国具有代表性的污泥热干化项目地点干化类型污泥类型密尔沃基，WI直接，转鼓式剩余污泥与消化后初沉污泥混合物巴尔的摩，MD直接，转鼓式剩余污泥与初沉污泥混合物北安多福，MA直接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥纽波特，TN间接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥萨克拉门托，CA直接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥海洋县，NJ直接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥韦科，TX直接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥纽约市，NY直接，转鼓式厌氧消化处理后的污泥阿姆斯特丹，NY间接，转盘式厌氧消化处理后的污泥思路：沼气热能利用；产品异味消除代表性项目0255075100西班牙爱尔兰立陶宛匈牙利保加利亚塞浦路斯卢森堡法国捷克共和国拉脱维亚德国波兰奥地利比利时爱沙尼亚希腊马耳他荷兰罗马尼亚斯洛文尼亚斯洛伐克挪威瑞士比例（%）农用堆肥和其他应用填埋焚烧其他不详2.国内外干化焚烧现况及趋势欧洲欧洲各国污泥处置方式所占比例（2009）瑞士、斯洛文尼亚、德国：污泥焚烧比例超过50%荷兰：污泥全部焚烧比例土地利用(%)43%焚烧(%)27%填埋(%)14%其他(%)16%2.国内外干化焚烧现况及趋势欧洲欧盟27国污泥处置方式估算比例土地利用(%)45%焚烧(%)32%填埋(%)7%其他(%)16%（2010年）（2020年）欧洲填埋法规定有机物大于5%不得填埋，导致欧盟成员国焚烧法处理污泥比例增加整体趋势焚烧灰57%熔渣9%碳化7%干化2%堆肥2%脱水23%2.国内外干化焚烧现况及趋势日本日本污泥处理比例（2009）目前污泥焚烧比例较高比例趋势：为资源化利用和实现碳减排，污泥经干化、碳化等处理后用作燃料比例增加2.国内外干化焚烧现况及趋势2012年我国污泥热干化和焚烧处理污泥量分省统计（城镇排水统计年鉴（2013））0100,000200,000300,000400,000500,000600,000北京天津河北辽宁上海江苏浙江安徽福建江西山东湖南广东重庆宁夏处理量（t/a）（含水率80%污泥）焚烧（t）热干化（t）污泥处理量若以全国污泥年产量3000万t/a计，则焚烧污泥比例为5.6%，干化污泥比例为0.3%2.国内外干化焚烧现况及趋势我国部分污泥热干化项目统计污泥干化焚烧项目统计建成时间项目地点工艺设备处理量(t/d)2009江阴周庄热干化二段式低温干化2002008北京清河热干化流化床5102008常州新环热干化二段式烘干机2002013佛山南海热干化桨叶式干化机3002011浙能嘉电热干化转盘式干化机2502011呼和浩特水热干化水热干化+机械脱水1002011南京低温干化太阳能+废热2002.国内外干化焚烧现况及趋势我国部分污泥单独干化焚烧项目统计污泥干化焚烧项目统计建成时间项目地点设备处理量(t/d)2004上海石洞口流化床干化+流化床1802008杭州环兴雾化干燥+回转式焚烧炉3602010浙江萧山雾化干燥+回转式焚烧炉3602011成都一厂卧式薄层干化+流化床4002011无锡锡东雾化干燥+回转式焚烧炉3002011绍兴环兴雾化干燥+回转式焚烧炉6002013杭州七格循环流化床一体化设备100在建温州桨叶式干化+流化床240在建深圳上洋二段式干化+流化床800在建上海竹园桨叶式干化+流化床7502.国内外干化焚烧现况及趋势我国部分污泥制水泥项目统计污泥干化焚烧项目统计建成时间项目地点工艺处理量(t/d)2009广州市越堡烟气直接干化+制水泥3002009北京新北水烟气间接干化+制水泥5002008重庆拉法基瑞安湿污泥直接入窑1002013江苏溧阳天山湿污泥直接入窑1202008华新水泥宜昌湿污泥直接入窑1502010华新金猫水泥(苏州)湿污泥直接入窑602013华新水泥黄石湿污泥直接入窑1502010重庆长寿润江湿污泥直接入窑50000t/a2.国内外干化焚烧现况及趋势我国部分污泥掺烧发电项目统计污泥干化焚烧项目统计建成时间项目地点处理量(t/d)2008南京协鑫3002008华电腾州1102005常州广源热电180~2252010浙江富阳15002010嘉兴新嘉爱斯20502009山东胶南8002008中节能绍兴垃圾和污泥混烧资源综合利用示范电厂（垃圾+污泥）1000+10003.国内典型工程设备业绩及分析低温真空脱水干化（1）技术原理低温真空脱水干化成套技术将隔膜压滤与真空干化功能相结合，在隔膜压滤过程结束后向加热板和隔膜板中通入热水，加热腔室中的滤饼，同时开启真空泵，对腔室进行抽真空，使其内部形成负压，降低水的沸点。滤饼中的水分随之沸腾汽化，被真空泵抽出的汽水混合物经过冷凝器，汽水分离后，液态水定期排放，尾气经净化处理后排放。经过上述各阶段的脱水干化，污泥含水率降至30%以下。3.国内典型工程设备业绩及分析低温真空脱水干化（2）工艺流程3.国内典型工程设备业绩及分析低温真空脱水干化（3）工程业绩苏州工业园区第一污水处理厂南京市龙潭污水处理厂一期南京市东阳污水处理厂一期南京市六合区化学工业园区污水处理厂一期10万m3/d(部分)1.25万m3/d5万m3/d2.5万m3/d3.国内典型工程设备业绩及分析低温真空脱水干化（4）费用100t/d（含水率80%）污泥含水率由90~98%降低至40%设备直接投资30万元/吨（含水率80%污泥）（DZG-2000/5004套）直接运行成本146元/吨（含水率80%污泥），其中脱水成本29元/吨，干化成本117元/吨用水量10m3/d天然气用量150m3/h3.国内典型工程设备业绩及分析低温真空脱水干化（5）特点脱水干化一体化：污泥含水率一次性由90~98%降低至40％以下，可以取代现有脱水设备、降低运行成本。加药量小：在脱水过程中只需投加PAM和铝盐常规絮凝剂，无需投加石灰、铁盐等无机添加剂。可利用低品位热源：采用热焓较低的热水作为加热介质，比直接使用高压商品蒸汽更安全、更经济。3.国内典型工程设备业绩及分析超圆盘干燥机（1）技术原理超圆盘干燥机采用蒸汽间接换热方式，通过搅拌物料使水分更快蒸发，在干燥机内不经返混可实现半干化或全干化。干燥机的主体由一个圆筒形的外壳，一根中空轴及一组焊接在轴上的中空圆盘组成，热介质从这里流过，把热量通过圆盘间接传输给污泥。污泥在超圆盘与外壳之间通过，接收超圆盘传递的热，蒸发水分。产生的水蒸气聚集在超圆盘上方的穹顶里，被少量的通风带出干燥机。3.国内典型工程设备业绩及分析超圆盘干燥机（2）工艺流程3.国内典型工程设备业绩及分析超圆盘干燥机（3）工程业绩嘉兴新嘉爱斯污泥项目国电北仑发电厂污泥项目嘉兴电厂污泥项目无锡锡东污泥项目宁夏中石油污泥项目浙江金华污泥项目苏州江远热电污泥项目哈尔滨制药药渣干化项目1000t/d200t/d250t/d50t/d200t/d300t/d100t/d3.国内典型工程设备业绩及分析超圆盘干燥机（4）费用直接投资15~25万元/吨（含水率80%污泥）直接运行成本150~200元/吨（含水率80%污泥）（蒸汽、电力等单价各地差异）电耗240kwh/tDS热耗3.5~4t/tDS（含水率80%~40%，不同干化程度有差异）药耗（25kgNaOH+33kg/H2SO4）/tDS（化学除臭配套）3.国内典型工程设备业绩及分析超圆盘干燥机（5）特点设置空气补给口使尾气排放更加顺畅，系统负荷变小；可靠性高，持续运行性好，可昼夜运转，适用于长时间大处理量的物料干燥；运行时氧含量、温度和粉尘量低，安全性好；每个竖立圆盘的左右两面传热，传热面积大，结构紧凑，外形尺寸小；辅助设备少，系统简单；干燥机内部污泥为湿污泥，为防止污泥粘结在转盘上，在外壳内壁有固定的较长刮刀，伸到圆盘之间的空隙，起到搅拌污泥、清洁盘面的作用；采用低温热源(≤180℃)加热，圆盘上的污泥停车时不会过热。3.国内典型工程设备业绩及分析污泥连续碳化（1）技术原理在无氧或缺氧状