利用烟气余热的污泥无害化与资源化处理新技术 ——以废治废、节能减排、“泥”“霾”共治-第3页-undefined

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利用烟气余热污泥低温干化具有以下重要的技术和经济特点：第一，以热烟气与湿污泥直接接触的方法使污泥干化效果最大化，由于这样一个过程，就产生了第二个技术特点，就是干化过程中湿污泥可以吸附烟气中的PM2.5和PM10，这对保护大气环境意义很大，空气中的霾主要来自于PM2.5和PM10，现有的除尘设备难以将烟气中的微小颗粒物去除，而在烟气干化污泥的过程中恰恰可以把大部分PM2.5去掉，这就体现出了“泥”“霾”共治的效果，与此同时产生第三个技术特点，湿污泥还可以把烟气中20%-25%的二氧化硫以及硝酸根离子吸附掉，因为污泥的PH值基本偏碱性。第四个特点，污泥低温干化过程需要利用了大量的烟气，而这时少量释放的气体通过稀释作用和化学反应，可以保证尾气高标准达到排放。第五，整个干化系统均在全封闭微负压的状态下运行，无异味、清洁生产，安全稳定，丝毫不影响锅炉系统的正常运行。第六，投资少(7-9万元/吨)，运行成本低(<50元/吨)。

如何完成烟气余热干化污泥过程，我们建立了利用烟气余热分段式污泥低温干化工艺流程。污泥通过运输到达污泥储存库，通过进料装置将污泥送入第一干化成粒装置，进行第一段干化，使污泥的含水率从80%降到60%，然后将污泥送入第二干化成粒装置，进行第二段干化，使污泥的含水率从60%降到40%，污泥在干化过程中自然形成粒径为2-8毫米的颗粒，污泥颗粒被送入成品库，通过自然冷却，最后含水率降至30%以下。干化污泥的能源来源于烟气余热，通过风机将热烟气送入两个干化成粒装置，经过污泥干化后的烟气通过除尘除气装置后达标排放。所有锅炉、热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂都有完善的除尘除气设备，由于烟气通过前面的污泥干化过程，烟尘和二氧化硫等污染物的负荷大大降低，从而使烟气排放标准的质量比原先的更高。干化后的污泥颗粒，保存了95%以上的原始热值，如在热电厂可以和煤一起掺烧，如在水泥厂可以做烧制的水泥原料，如在垃圾焚烧厂，干化后的污泥可以和垃圾一起焚烧。干化后的污泥也可以烧陶粒，也可以烧制轻质节能砖。

如何能够使这个工艺流程顺利运行?我们来看模拟实验结果，这是在不同温度下，污泥含水率和干化时间的变化曲线图，放大后可以看到，污泥的含水率从80%降至40%，如果干化温度300℃，需要30分钟;如果干化温度200℃，需要60分钟，烟气温度通常小于200℃，所以实际需要的时间会更长。这就要求我们在设计设备的时候，热烟气和湿污泥之间相接触的时间必须大于60分钟。很多人知道我们这个技术也在模仿，但是他们不知道这些关键的技术参数，难以达不到想要的设计效果。另一个实验结果表明，粒度越小干化效率就越高，因此，我们设计了干化成粒一体化装置。

专家更关心的是污泥干化时有害气体的释放问题，那么我们通过实验来深入了解这个问题。我们将污泥分别在100℃、200℃、300℃下进行恒温干化，分析测定释放气体中的化学物质，分析结果显示，100℃时污泥释放的气体中主要是烃类物质(见图);200℃时，成分稍微复杂一些，但主要仍以烃类物质为主;300℃时污泥释放气体的成分就非常复杂了，这个结果告诉我们，污泥干化时温度不能太高，因为在高温下，污泥中的有机物会发生热解，以气体的形式释放出来，对环境产生不利的影响。在实际的污泥干化过程中，污泥真正脱水的时候发生在干化曲线中的B点，这时B点的温度称为污泥的“湿球温度”，如果干化温度是100℃，污泥的湿球温度还不到50℃;当干化温度是200℃的时，污泥的湿球温度还不到100℃;当干化温度是300℃时，污泥的湿球温度是200℃。利用烟气余热干化污泥时，烟气温度通常低于200℃，污泥的湿球温度远远<100℃，我们可以发现，在烟气温度下，污泥释放的有害气体不仅在种类上是非常少的，而且释放的数量也是非常有限的。接下来我们对各种各样的有害气体进行了分析，分析结果均显示，当温度<200℃时，各种气体的释放量都是非常小的，我们把尽可能对大气有影响的气体都进行了分析，结果都是类似的。

大家也许会说，这只是实验数据，那我们就对具体的工程进行监测，根据浙江省环境监测站连续24小时的监测，监测的所有指标全部低于国家标准，尤其是烟尘，排放量仅为4.03毫克，远低于国家20毫克的标准，表明了利用烟气余热干化污泥对除尘具有非常好的效果。

下面介绍几个工程实例。这个工程是2005年做的，中国第一个利用烟气余热的污泥低温干化工程，我经常讲，将来我们回顾中国污泥处理的发展历史，这个利用烟气余热的污泥低温干化工程是中国，也是世界上第一个，所以它应该写入历史史册。这是三房巷的例子，一个上市企业，每天产生约100吨的印染污泥，开始他们把污泥直接放到炉子里烧掉，费用很高，设备受损，采用烟气干化污泥技术后，不仅彻底解决了污泥问题，而且利用污泥热值还产生了经济效益，后来企业热电厂移至新的地方，他们又把这套设备搬到新的地方。这个是2015年完成的张家港工程，全部是自动化控制的，如果有专家感兴趣的话，可以去实地参观。

为了更好的理解本技术所能产生的效益问题，我们来看这样一张图。以1吨含水率80%的污泥为例，进行干化，使它的含水率降至30%，水分蒸发需要吸收热量，以平均吸收热量2675.9kJ/kg计，需要相当于79.18kg标准煤(5500大卡)的热量，含水率30%的污泥去掺烧，如果以污泥具有平均2000大卡的热值计，除去30%的水分需要消耗一部分能量外，它可以贡献相当于63.07kg标准煤的热值，回收和贡献的热值就相当于标准煤142.2kg。这个理论计算结果告诉大家，如果我们采用这样的方法处理污泥，将会获得非常巨大的能源方面的效益。

我们这个技术可以利用在水泥厂，我认为对水泥厂是最佳的。水泥厂也有污泥协同处理，但只是把含水率80%的污泥掺到里面去，这是一种最低级的处理方法。如果利用水泥厂的烟气，先将污泥进行干化，污泥干化过程吸附烟尘不仅减少大气污染物排放，而且干化后污泥作为烧制水泥的原料，还能贡献热值节约能源，这在环境和经济上均能实现效益最大化。

垃圾焚烧厂，中国垃圾最后去向只有焚烧，我们可以利用垃圾焚烧排放的烟气余热干化污泥，干化后的污泥再与垃圾一起焚烧，这将是我国污泥处理的一个方向。我们知道，垃圾焚烧厂、水泥厂、热电厂排放的烟尘和二氧化硫需要花费巨大的代价去处理，现在如果与污泥处理有机地结合在一起，是一种最好的除尘脱硫的辅助方法。

原标题：利用烟气余热的污泥无害化与资源化处理新技术 ——以废治废、节能减排、“泥”“霾”共治

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