火电厂协同处置污泥环境安全及运行工况影响研究

论文摘要

采用电厂协同处置城市污泥不仅可以大幅降低污泥处理费用、提高污泥处理处置效率，而且污泥还可以作为替代能源或原料从而降低生产成本。随着我国热电事业的发展及污泥项目建设在全国各地的迅速开展，电厂消纳污泥的环境安全性成为行业与政府关注的焦点。论文在对国内外电厂协同处置污泥技术的现状调研基础上，针对电厂混烧湿污泥识别主要安全性问题。通过实验评估混烧污泥后烟气中CO、NOx、SO2、重金属和二恶英类等的排放情况，以及对灰渣资源化利用的影响，并通过工程实践进一步分析评估混烧湿污泥时对电厂生产稳定性、二次污染的影响。论文采用热重分析法对不同比例湿污泥与煤混烧时混合燃料的热失重过程进行分析，考察其燃烧特性。通过Arrhenius方程及Ozawa、Vyazovkin模型，得出了不同混烧比例时所需的相关系数、活化能。从实验结果分析和模型研究两个方面为电厂协同处置湿污泥提出了合适的混烧比范围为1020%。为研究混烧污泥时二次污染特性，针对不同混烧比例时烟气中NOx、SO2、CO的生成及排放规律、灰渣中重金属的变化规律进行了研究。结果表明：湿污泥混烧比例低于30%时，随着混烧比例的增加，NOx的转化率降低，SO2总产生量降低，且此时的固S效果最好。灰渣中重金属的分布情况与混烧比例、重金属特性及焚烧工况有关，导致其在灰渣及烟气中的分布情况有所差异。基于实验室分析结果，进行了实际工程研究。结果表明，湿污泥混烧比例低于25%时产生的烟气经电厂已有的烟气净化设备之后可以满足现有《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）及《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）中有关规定。灰渣中的重金属含量等也符合灰渣建材资源化行业和国家标准。含水率约85%的湿污泥与燃煤的最高混烧比例约2530%，可直接进入循环流化床锅炉燃烧，且不影响锅炉的正常运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 污泥的产生量及处置方式
• 1.1.1 污泥的产生量及危害
• 1.1.2 污泥的处置现状
• 1.1.3 污泥混烧处理潜力
• 1.2 电厂混烧污泥现状
• 1.2.1 污泥电厂混烧工艺简介
• 1.2.2 国内电厂混烧污泥现状
• 1.2.3 国外电厂混烧污泥现状
• 1.2.4 存在的问题分析
• 1.3 国内外已有的研究基础
• 1.3.1 混烧污泥对电厂生产运行影响
• 1.3.2 尾气排放标准控制
• 1.3.3 灰渣资源化利用控制
• 1.3.4 国内研究缺陷
• 1.4 课题研究意义和内容及技术路线
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究路线
• 第2章 混烧环境及运行安全研究方法
• 2.1 实验室研究
• 2.1.1 研究内容
• 2.1.2 分析路线
• 2.1.3 物料理化特性
• 2.2 现场检测评估
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 分析路线
• 2.2.3 物料理化特性
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 生产运行影响分析
• 2.3.2 烟气污染物
• 2.3.3 灰渣安全性
• 第3章 混烧污泥对燃煤电厂运行工况影响研究
• 3.1 分析材料及方法
• 3.1.1 分析材料
• 3.1.2 混烧可行性评估方法
• 3.1.3 混烧比优化评估方法
• 3.1.4 工程实践评估
• 3.2 污泥混烧可行性实验室研究
• 3.2.1 结论与分析
• 3.2.2 小结
• 3.3 污泥混烧比优化实验室研究
• 3.3.1 结论与分析
• 3.3.2 小结
• 3.4 对电厂生产能力影响
• 3.4.1 空气量
• 3.4.2 烟气产生量
• 3.4.3 炉膛温度
• 3.4.4 额外能耗量
• 3.4.5 锅炉排烟温度
• 3.5 热效率影响评估
• 3.5.1 评估方法
• 3.5.2 热效率评估
• 3.6 设备腐蚀影响评估
• 3.6.1 设备腐蚀源
• 3.6.2 设备腐蚀评估
• 3.7 炉膛热平衡分析
• 3.7.1 焚烧系统热平衡计算
• 3.7.2 案例分析
• 3.8 本章小结
• 第4章 污泥与煤混烧环境安全性研究
• 4.1 不同混烧比时烟气中的污染物
• 4.1.1 不同混烧比时常规气体污染物
• 4.1.2 不同混烧比时烟气中的二噁英
• 4.1.3 不同混烧比时烟气中飞灰量
• 4.1.4 不同进料时影响焚烧烟气的因素
• 4.2 不同混烧比时飞灰底渣中重金属含量
• 4.2.1 不同混烧比时飞灰中的重金属
• 4.2.2 不同混烧比时底渣中的重金属
• 4.3 重金属质量平衡
• 4.3.1 不同混烧比例时 Hg 的分布规律
• 4.3.2 不同混烧比例时 Pb 的分布规律
• 4.3.3 不同混烧比例时 Cd 的分布规律
• 4.3.4 不同混烧比例时 Cr 的分布规律
• 4.3.5 不同混烧比例时 As 的分布规律
• 4.4 本章小结
• 第5章 燃煤电厂混烧污泥工程应用分析
• 5.1 烟气污染物分析
• 5.1.1 烟气常规参数
• 5.1.2 烟气污染物含量
• 5.2 灰渣中重金属分析
• 5.2.1 粉煤灰中重金属含量
• 5.2.2 底渣中重金属含量
• 5.2.3 混烧比为 25%时的重金属平衡
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果