污泥干化耦合燃煤发电技术研究

3.3 对锅炉着火及稳定性影响

煤粉着火温度为430℃左右，污泥着火温度为230℃左右。如图2所示，着火温度随掺烧比例增加而降低。按照掺烧比例5%考虑，煤粉和干化污泥混合物的着火温度为430℃左右，锅炉内温度可达1000℃，煤中掺入污泥后，对锅炉着火没有影响。

图2 着火温度随污泥掺烧比例的变化曲线

污泥掺混后由于其热值低，含水量较高，掺加量过高可能会影响锅炉火焰的温度水平、影响锅炉燃烧的稳定性和燃烧效率。电厂掺烧污泥后尤其注意对锅炉运行参数的影响，这直接关系到电厂发电机组的安全经济运行，表2为掺烧干化至含水率35%的污泥后 (掺烧比为2.1%) ，锅炉部分运行参数的前后变化。

表2 掺烧污泥前后锅炉运行参数变化

由上表可以看出，掺烧污泥后各项参数的变化很小。由于掺烧污泥后烟气流量少量增加，使得炉膛理论燃烧温度略有上升，但增加幅度不大，低于2℃，排烟温度相比掺烧前升高1.3℃，使得排烟损失略有上升，锅炉效率下降了0.06%。

3.4 对锅炉结渣特性的影响

煤的灰熔点温度要高于纯污泥的灰熔点温度，随着污泥掺烧比例的提高，混合燃料的灰熔点温度逐渐降低，掺烧比过大、污泥含水率过高时会使锅炉更容易结焦。

随着污泥掺烧比例的提高，灰分的特征温度依次降低，煤中掺烧不同比例的污泥灰的熔融特性实验如图3所示。

图3 掺混比例与灰熔点变化图

从图中可见当掺烧比控制在2%以下时，熔点变化非常微弱，不会对锅炉结焦掺烧影响。

3.5 对污染物排放影响

污泥中存有大量氯基物质，当焚烧温度在550℃～700℃时会迅速 (0.1s～0.2s) 产生大量的二噁英。二噁英控制措施主要为保持污泥等废弃物燃烧在850℃以上，烟气停留时间大于2s。锅炉内燃烧温度随高度变化如图4所示。

污泥作为燃料在20m～40m区域送入炉膛内部。燃烧温度远大于850℃，以烟气最大流速12m/s计算，污泥停留在850℃以上区域远大于2s，基本可以遏制二噁英大量生成。

燃煤机组具备完善的烟气净化装置，污泥占耗煤量的10%以内，尾气净化可以正常高效运行。污泥焚烧产生的颗粒物可随同烟气经除尘、脱硫等烟气环保治理设施高效去除。

图4 炉膛温度趋势图

4 结论

(1)“污泥干化+燃煤锅炉焚烧”污泥处理处置方案，充分利用现役燃煤机组高效发电系统和环保治理系统，可以降低污泥焚烧处置成本。

(2)为保证燃煤锅炉稳定运行，建议污泥干化率控制在30～35%、掺烧比例在5%以下。选取适当的污泥入炉位置，可以遏制二噁英大量生成。

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