生物质水煤浆及其相关技术(上)

研究振讨1污泥、废液1.l泥在处理城镇污水的过程中会产生大量的污泥,又刘世义称生物污泥。生物污泥之所以必须处理,一是由于有摘要:水煤浆技术不仪能很好地解决污泥(废液)机物含量高,容易腐化发臭,并往往含有许多病菌、寄资源化难题,又能简化污泥(废液)处理与处置流生虫卵;二是因为含水率高,不便于车船运输;三是污程。生物嫣水煤浆作为分布式能源的“一次能源泥中含有重金属;四是污泥若处置不当,会直接影响多样性的重要内容,使余业,工业园区或城镇社区污水处理。而采用传统处理方式进行污泥处理,工艺变污染负效益为资源正效益,拥有了自己的“能源繁杂,成本过高。且经处理的污泥去向,又是相当棘手I:Ⅰ"。充分体现岀制浆技术在能源结枃调整,资的难题。经过简单处理后的污泥,稳定状态很容易被源合理利川以及清洁生产等方面的综合作用,从面打破。…旦遇水,就可使污泥恢复原态莺定水煤浆技术在循环经济中的应有地关键词:生物质:水煤浆:资源生物属水最关水上工业污泥是来自各类矿企业生产过程中所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。工业污泥的类别、米源及其组分列于表1。按照目前的处理方,污泥存在着较大的污染,像其中的重金属、病原体和其它难以实坝生物降解的冇机物等。戌液工业废液是各类工矿企业生产过程中排出的一切液态废弃物的总称。工业废液的处理,是一项较为复表1污泥分类杂的系统工程,它包括纺织类、化工类,食品类、轻工类来源类、建材类、机械类、制药类、医院类等各种不同类型挥发性物质30%90%;的废液。毎个行业不同性质的废液,都必须使用不同动物脂肪;的处理工艺,就是同类型的废液也会因不同的环境处亲永性行机污泥食品工业废液蛋白质病原微生物;印染工业废液金属氢氧化物要求、处理水量、投资与运行成本等,而采用不同的植物及动物废物」艺。尤其是对于高悬浮物、高色度、高浓度有机物、其它碳氡化合物高阴阳离子等污染程度严重的综合性工业废液,由于金属加工工业废液:金属氢氧化物其中污染物种类繁多,水质水量变化大,营养物不平料工业废液;挥发性物质约30%亲水性无机污泥衡,历来是水处理行业的难点。无机化工工业废液,动物脂及少量其它有机物1.21酸碱废漩其它工业废液酸碱废液排入水体改变了水体的pH值,影响水体疏水性含油污泥钢铁加工工业废液大多为氧化铁,矿物油和油脂自净,污染水体,破坏给水水源,并影响渔业生产;未部分为蔬水性物质;经适当处理的酸碱废液进入生物处理构筑物时,会抑魔水性无机污泥钢铁工业等废液亲水性氢氧化物<%挥发性物质<5%制微生物的生长,使水质恶化。赛璐珞纤维;12.2含油废液纤维性污泥造纸废液亲水性氢氧化物;含油废液中的油污分为乳化油、颗粒油等。废液生物处理构筑物中的挥发性物质研中的油污不仅严重危害废水站的生化处理系统,而且化推广应用的污泥(废液)资源化处理处置技术。尽管对生态环境有破坏作用。尚有某些不足,目前最有希望迅速产业化的污泥、废1.2.3高浓度有机废液液处理处置方法当属生物质水煤浆燃烧技术,它适应高浓度有机废液是水处理中的一大难题,由于高我国国情。如果运作得当,无疑可以带动并形成一个浓度有机废液存在大量高分子有机物,多为很稳定的新型的节能与环保产业环状或苯环状结构,在生化反应中很难被氧化分解1.2.4含酚废液2水煤浆技术含酚废液主要来源于焦化厂、煤气发生站、炼油所谓“水煤浆”,顾名思义是“水”、“煤”和“浆”厂和绝缘材料厂等的生产过程。含酚废液不仅污染水混均而成的具有流变特性的浆体燃料,水是其重要组体,危害人的身体健康,同时严重损害工农业生产和成之一。那么,水煤浆技术就是把“水”、“煤”和“浆渔业生产。三者进行物理加工并应用的方式方法。追溯煤浆演变1.3污泥、废液处置产业化趋势进程,可以领悟到其中的“替代”过程,即从单纯的油就现状而言,“污泥处理处置”问题已成为制约水品液体燃料;到煤粉替代部分油料,出现煤一油混合处理行业健康发展的“瓶颈”问题。用做有机肥时,没型浆体燃料,即油煤浆;又经水替代部分油品,出现煤有经过专门处理的污泥中虽然含有部分有机质,但其一乳化油(油一水)混合型浆体燃料;再到水替代全部中的重金属、病原菌和其它长效有机污染物都会对土油品,出现煤—水混合型浆体燃料,即水煤浆。水煤浆壤产生危害,并使作物的品质受到严重影响。在一些的综合优势经历了实践的确认,形成了当前的“初步地方随意施用污泥肥已导致土地盐害、烧苗和病虫害工业推广应用”的局面,产业化势头发展强劲等现象的发生。而污泥填埋存在的问题是,由于垃圾随着技术的进步,利用水煤桨技术处置污泥、废填埋场大多为露天,经过几场雨后,恢复原态的污泥液取得了重大突破,告别了传统处理方式的二次污染就对场地的安全构成严重的危害。不仅污泥到处蔓延,和高治理费用,使污泥、废液中的可燃物质或所含碱导致严重的环境和卫生风险。而污泥对场地防护设金属的氧、碳、氯化物对促进煤炭燃烧的催化性能得施的腐蚀渗透现象也很严重。不少垃圾填埋场的斥命到充分利用,实现污泥、废液资源化,即生物质水煤浆。因此被大大缩短。生物质水煤浆就是把污泥或废液与煤錠混合并通就投资和运行成本而言,根据地区、能源成本、最过水煤浆技术加工而成的一种浆体燃料。其中,污泥终处置资源的分布、处置方式等多种因素,同等规模或废液不仅能提供热量,增强煤浆燃烧活性,而且煤的处理处置能力,焚烧}动辄投资数亿,干化厂数千炭颗粒与污泥或废液匀和而转变为流体,使煤浆能够万,堆肥场也要上千万泵送。由于水煤浆中的“水”被污泥或废液所替代,在典型的污泥处理处置可能产生以下成本:污泥、废液被充分利用的同时,节省了大量的清水与填埋:浓缩一脱水→干化→运输→填埋费部分煤炭:煤炭做为辅助燃料,起到稳定燃烧的作用。堆肥:浓缩→脱水→运输堆肥→运输根据污泥(废液)高水分特性,将之直接用做煤浆原焚烧:浓缩→脱水→干化→运输→焚烧費一运输料,正:是恰到好处。生物质水煤浆技术不仅能很好地→填埋费解决污泥(废液)资源化难题,而且能简化污泥(废液)建材(水泥、制砖等λ浓缩→脱水→干化→运输→处理与处置流程,节约污水处理系统基建投资,降低处理费运行成本。生物质水煤浆技术使企业变污染负效益为制浆(浆体燃料):浓缩→煤浆制备→燃烧或气化资源正效益,省略了“治污间”而拥有了自己的“能→运输源车间”。上述污泥处理处置方式的比较表明,污泥(废液)水煤浆技术兼有能源与环保双重效应,不仅能使处理处置蕴含着巨大的技术和产品市场。但是,填埋、“煤代油",而且更能使“垃圾代煤”、“垃圾代油”燃堆肥等技术或者由于适用范围小、代价高,或者由于烧。随着我国治污力度的加大,城镇污水净化过程中不够成熟都难以产业化。到目前为h,国内尚无产业所产牛的污泥,以及对含有重金属,病原体和其它难节能预保以实现生物降解的废液的无害化处理,成为亟待解决清洁燃烧技术,运用到水煤浆的燃烧上可以解决水煤浆的难题。水煤浆技术可将其加工利用,并一烧了之。从雾化燃烧难以解决的问题。特别是为解决我国众多的中而将复杂的多因素环保难题大大简化,进而完整地体小容量锅炉燃用水煤浆提供了一条极为有效的途径现出水煤浆技术广义上的环保意义,使资源/能源/环固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体境-体化系统的目标、性质、功能从整体上得以体现的过程,称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧,即为出来。这是水煤浆技术最一般本质。像生物质水煤浆流化燃烧,其炉型称为流化床锅炉。流化燃烧是一种等,都是这·本质的不同表现。介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。燃料(颗粒一般为0-3mm)置于布风板上,空气则通过布凤板3生物质水煤浆燃烧技术由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时,水煤浆燃烧技术是一种新型洁净燃烧技术,在锅燃料颗粒在布风板上靜止不动,料层厚度不变,这炉上主要采用雾化燃烧、流化燃烧以及悬浮一流化混阶段称为固定床。这正是燃料在层燃炉中的状态。如合燃烧等形式果气流速度继续增大,燃料颗粒间的空隙加大,料层3.1生物质水煤浆雾化燃烧技术膨胀增高,所有的燃料颗粒、灰渣颗粒纷乱混杂,上下水煤浆雾化燃烧原理:此燃烧方式供浆压力为1.翻腾不已,颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这Pa,雾化蒸汽压力为1.6MPa。先用燃油使炉膛达种处于沸腾状态的料床,称为流化床。这种燃烧方式到一定温度后,水煤浆与空气经燃烧器以射流方式进即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时,稳入炉膛,通过紊流扩散的外回流风以及旋转射流或钝定的沸腾工况就被破坏,颗粒将全部随气流飞走。物体稳燃器产生的内回流风卷吸周围的高温烟气,促使料的这种运动形式叫做气力输送,这正是煤粉在煤粉煤浆气流与炽热烟气产生强烈混合,水分迅速蒸发同妒中随气流悬浮燃烧的情景。时水煤浆气流乂受到炉膛四壁和高温火焰的辐射,而在流化床锅炉中按重量计,燃料仅占床料的1%将悬浮在气流中的煤颗粒迅速加热,水煤浆颗粒获得3%,其余是不可燃的固体颗粒。因此,加到床层中的了足够的热量并达到了一定的温度就开始着火燃烧。新鲜燃料颗粒被相当于-个“人蓄热池”的灼热灰渣其着火热随燃料的性质和运行工况的变化而变化。锅颗粒所包围。由于床内混合剧烈,这些灼热的灰渣颗炉负荷降低时,炉膛平均烟温降低,燃烧器区域的烟粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用,把燃料加热稳也将降低,这对水煤浆的着火是不利的。所以雾化到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中,所吸收燃烧、固态排渣水煤浆锅炉最低运行负荷在50%左右,的热量只占床层总热容量的千分之几,因而对床层温否则,就将危及着火的稳定,甚至熄火。度影响很小,而燃料颗粒的燃烧,又释放出热量,从而在生物质水煤浆试烧过程中发现,采用雾化燃烧能使床层保持在一定的温度水平,这就是流化床一般方式的小型水煤浆锅炉的灰渣残碳含量比较高,有时着火没有困难,并且燃料适应性很广的原因所在。高达17%左右。且炉型越小,永煤浆颗粒燃烬程度就(1)流化燃烧原理(燃油点火):先用柴油通过越低。试验证明,生物质水煤浆颗粒燃烧越不充分,炉油枪喷射到锅炉底部进风道燃烧,并将热风送进炉膛,内越易发生气化反应,有CO产生,而二恶英类物质的当炉膛内的温度达到400℃以上时,将水煤浆通过供浆发生量与Co的值成正比这对生物质水煤浆的影响是泵从储罐中抽岀送到锅炉顶部,喷洒到燃烧室(浆压致命的。另外,炉型越小,其炉内容积热负荷相对较力在0.3MPa左右),燃烧室下部床层的温度在850高,多釆用旋流燃烧器,“稳燃”与“结渣”这对矛盾950℃之间。水煤浆在灼热灰渣颗粒加热下迅速析岀水较难处理,在运行中很难防止结渣。分、挥发分并完成着火燃烧及焦碳燃烧过程,在流化3.2生物质水煤浆流化燃烧技术状态下颗粒状水煤浆进一步解体为细颗粒进入悬浮室当今,循环流化床燃烧技术得到飞速发展,特别是继续燃烧。燃烧室出口处设置分离器,较大颗粒水煤|在废液、污泥、煤泥的燃烧上釆用的异重流代床技术受浆和床料被分离、捕捉,返回燃烧室下部继续燃烧。这到广泛关注所谓的异重流化床,是指密度差异较大的样既减少了床料的损失,又实现了水煤浆循环燃烧,提不同颗粒组成的流化床系统。“异重流化床技术”做为高了燃烧效率。(来完待续)