低碳戰(zhàn)略下的污泥自持焚燒發(fā)展方向
9月17日,面對(duì)行業(yè)密切關(guān)注的自持焚燒相關(guān)問(wèn)題,無(wú)錫國(guó)聯(lián)環(huán)??萍脊煞萦邢薰靖笨偨?jīng)理?xiàng)顫h文在“2021(第十三屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上,以 “市政污泥自持焚燒技術(shù)與應(yīng)用”為題做了主題分享。
據(jù)E20數(shù)據(jù),近三年新建污泥處置項(xiàng)目中,采用污泥干化焚燒工藝占比高達(dá)70%左右,其中焚燒占比高于自持焚燒。造成這一現(xiàn)象的原因包括自持焚燒受污泥體量規(guī)模限制、自持焚燒對(duì)于污泥后端處理會(huì)產(chǎn)生一定影響等等,同時(shí)自持焚燒的全成本價(jià)格也是行業(yè)關(guān)心的熱點(diǎn)。
9月17日,面對(duì)行業(yè)密切關(guān)注的自持焚燒相關(guān)問(wèn)題,無(wú)錫國(guó)聯(lián)環(huán)??萍脊煞萦邢薰靖笨偨?jīng)理?xiàng)顫h文在“2021(第十三屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上,以 “市政污泥自持焚燒技術(shù)與應(yīng)用”為題做了主題分享。
楊漢文
污泥處理處置行業(yè)現(xiàn)狀
污泥處置規(guī)模及焚燒處置規(guī)模大幅提高。楊漢文表示,據(jù)E20研究院數(shù)據(jù),2015~2020年,我國(guó)城鎮(zhèn)(城市、縣城)濕污泥(含水量80%)產(chǎn)生量從3800余萬(wàn)噸提高到5100余萬(wàn)噸,污泥無(wú)害化處置率從約40%提高到約67%。而因?yàn)檎撸ㄈ绮辉傩屡盥駡?chǎng))、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件、當(dāng)?shù)啬噘|(zhì)泥量等種種原因,污泥處置各類工藝路線發(fā)展?fàn)顩r不同,其中焚燒工藝得到了大規(guī)模的擴(kuò)張。在2015年,污泥單獨(dú)焚燒規(guī)模約6000噸/日,協(xié)同焚燒規(guī)模約7000噸/日,合起來(lái)超13000噸/日,而在2020年,污泥單獨(dú)焚燒規(guī)模約12000噸/日,協(xié)同焚燒規(guī)模約15000噸/日。五年時(shí)間里,焚燒規(guī)模增加了100%以上。
單獨(dú)焚燒與協(xié)同焚燒適用情況不同。污泥焚燒工藝包括單獨(dú)焚燒與協(xié)同焚燒兩種處置路線。各有自己的優(yōu)勢(shì)與顧慮。
單獨(dú)焚燒的優(yōu)勢(shì)與顧慮。污泥單獨(dú)焚燒技術(shù)路線的優(yōu)勢(shì)在于:第一,不受后端協(xié)同要素制約; 第二,熱能可利用,節(jié)省大量輔助能源(煤氣、天然氣)采購(gòu)費(fèi)用;第三,不受季節(jié)影響,全年可以不間斷運(yùn)行(在用電高峰期,水泥廠等愿意接受污泥摻燒的工廠往往要停工停產(chǎn),但污泥處理處置是一年365天每天都需要進(jìn)行的)。
單獨(dú)焚燒技術(shù)路線的顧慮在于:第一,單獨(dú)焚燒處置設(shè)施投資相對(duì)較大;第二,單獨(dú)焚燒鄰避問(wèn)題較突出,落地有一定難度;第三,單獨(dú)焚燒系統(tǒng)復(fù)雜,針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的水、氣、聲、灰渣問(wèn)題的管理難度較大;第四:?jiǎn)为?dú)焚燒的處理成本較高。
單獨(dú)焚燒的適用情況。楊漢文總結(jié):?jiǎn)为?dú)焚燒適合日處理濕污泥(含水率超80%)大于400噸,且污泥有機(jī)物含量大于40%(保證污泥熱值達(dá)到2000大卡以上)的情況。
協(xié)同焚燒(摻燒)的優(yōu)勢(shì)與顧慮。污泥協(xié)同焚燒技術(shù)路線的優(yōu)勢(shì)在于:第一,協(xié)同焚燒前期設(shè)施投資成本較低;第二,協(xié)同焚燒可有效減少處置端的環(huán)保問(wèn)題;第三,協(xié)同焚燒手續(xù)辦理較為方便;第四,有政策扶持,熱電廠接受協(xié)同焚燒意愿較強(qiáng)。
協(xié)同焚燒技術(shù)路線的顧慮在于:第一,協(xié)同焚燒受后端摻燒路徑制約較強(qiáng),處置成本后期變化可能較大,存在“坐地起價(jià)”現(xiàn)象;第二,存在一些政策方面問(wèn)題,如禁止跨區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)污泥等。
協(xié)同焚燒的適用情況。楊漢文總結(jié):協(xié)同焚燒適合污泥產(chǎn)量較小,不具有規(guī)模效應(yīng),或具備較豐富協(xié)同焚燒資源的區(qū)域采用。
低碳戰(zhàn)略下的污泥自持焚燒路線
國(guó)聯(lián)環(huán)科污泥自持焚燒技術(shù)路線。楊漢文介紹,針對(duì)污泥單獨(dú)焚燒的優(yōu)勢(shì)與顧慮,國(guó)聯(lián)環(huán)科揚(yáng)其長(zhǎng),避其短,自2010年開(kāi)始,研發(fā)出一套“調(diào)質(zhì)深度脫水+干化+自持焚燒”的技術(shù)路線,適用于日處理污泥400噸(以含水率80%計(jì))以上,污泥有機(jī)物含量大于40%,適合建獨(dú)立焚燒裝置(2條生產(chǎn)線)。
在該工藝路線下,首先將含水率97%或80%的濕污泥深度脫水至60%,繼而泥餅通過(guò)圓盤(pán)干燥機(jī)間接干化到含水率40%以下,干化后污泥進(jìn)入流化床焚燒爐焚燒。污泥單獨(dú)焚燒所產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)省煤器回收熱能用于前端自身的污泥干化,全過(guò)程無(wú)需添加額外輔助燃料,熱能回收后的焚燒煙氣經(jīng)系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)排放,執(zhí)行《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》( GB 18485—2014),焚燒后產(chǎn)生的灰渣作為建材使用或填埋。
該工藝路線具備以下特點(diǎn):第一,實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程能量自平衡,無(wú)需投加任何輔助燃料。隨污泥有機(jī)質(zhì)提升,經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)新一代產(chǎn)品甚至可實(shí)現(xiàn)以電能或蒸汽形式的能量輸出,回收熱能;第二,關(guān)鍵設(shè)備為高新技術(shù)產(chǎn)品,全套設(shè)備自主設(shè)計(jì)及生產(chǎn),具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,距離近,服務(wù)及時(shí)。以國(guó)聯(lián)環(huán)科旗下常州武進(jìn)項(xiàng)目為例,全流程處理(污泥含水率98%或80%)投資費(fèi)用2.5億元,可日處理市政污泥450噸;第三,高經(jīng)濟(jì)性,污泥干化焚燒各工藝段自動(dòng)化程度高,獨(dú)立自持干化焚燒無(wú)需添加額外熱源、能源、燃料(焚燒爐啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)除外),節(jié)省了大量輔助能源采購(gòu)費(fèi)用,降低了運(yùn)行成本。常州自持焚燒項(xiàng)目全流程運(yùn)行成本僅為450元/t,與國(guó)內(nèi)大多污泥摻燒項(xiàng)目運(yùn)行成本差距較小,具有較大競(jìng)爭(zhēng)力。第四,污泥焚燒處置后灰渣比例小,約為3:7,較大降低了污泥處置成本;第五,占地面積小,以常州武進(jìn)項(xiàng)目為例,日處理污泥450噸,占地僅11.8畝(約7866.67平方米)。
行業(yè)焦點(diǎn)——石灰藥劑。針對(duì)目前行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的石灰藥劑問(wèn)題,楊漢文介紹,目前調(diào)質(zhì)深度脫水仍使用石灰及三氯化鐵藥劑,目前是污泥脫水成本最優(yōu)、適應(yīng)環(huán)境最廣的藥劑。經(jīng)脫水后污泥呈堿性,經(jīng)多年的使用,不存在對(duì)鍋爐有腐蝕作用,經(jīng)在線煙氣檢測(cè),焚燒煙氣排放達(dá)標(biāo),未對(duì)環(huán)境造成影響。同時(shí),因在前端投加石灰可在后續(xù)煙氣凈化系統(tǒng)中免堿洗步驟,還可減少設(shè)備投資和運(yùn)行成本。但考慮到石灰藥劑生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境成本及日益趨嚴(yán)的政策限制,國(guó)聯(lián)環(huán)科正聯(lián)合研發(fā)新型脫水藥劑以替代石灰。