主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
山西省污泥高效改性制备电厂燃料新技术
小类:
能源化工
简介:
本成果通过添加活化剂对污泥进行化学改性,使污泥含水率由80%降至35%,实现一次干化,实现了污泥的干化运输;在国内首次实现了污泥掺加量超过60%,煤粉掺加量低于20%的配比;将一次干化后的污泥输送至热电厂以后,将热电厂的剩余热量通过管道输送至污泥二次干化车间,使污泥含水率进一步降低至10%,低位热值达到4000kcal/kg,满足电厂焚烧要求。
详细介绍:
本技术密切联系山西省污水处理厂污泥的实际情况,解决了多年存在的污泥处置技术难题,提出的污泥改性燃料化技术,实现了污泥的大批量资源化利用,同时对有机垃圾进行了有效的消纳,实现了“污泥”与“垃圾”的同时无害化与资源化。本成果解决了污泥含水率过高而导致的运输成本过高的问题,通过添加活化剂对污泥进行化学改性,使污泥含水率由80%降至35%,实现一次干化,实现了污泥的干化运输。本技术解决了现有污泥掺烧技术中污泥掺加量过少,煤粉掺加量过大的困扰,在国内首次实现了污泥掺加量超过60%,煤粉掺加量低于20%的配比,实现低位热值大于3000kcal。本技术将一次干化后的污泥输送至热电厂以后,将热电厂的剩余热量通过管道输送至污泥二次干化车间,不需要耗费新的能源物质,使污泥含水率进一步降低至10%,低位热值达到4000kcal/kg,实现有劣质煤具有同等的热效应,可以进入焚烧炉与煤掺烧进行发电在污泥实现干化的同时,满足电厂焚烧要求,为太原市乃至山西省的污泥综合利用提出新的途径。

作品图片

  • 山西省污泥高效改性制备电厂燃料新技术
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  • 山西省污泥高效改性制备电厂燃料新技术
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

污水厂产生的污泥是环境污染控制中难以解决的问题。本文在统计分析山西省各县市污泥产生源头、产生量、理化性质的基础上,基于循环经济理念,结合山西能源大省的特点,对污泥实现了高效化学改性,解决了传统污泥处理技术成本高、效果差的问题。通过添加AS型活化剂、脱水剂、除臭剂等改性药剂使污泥含水率的降低极限由55%降低至35%,实现一次干化,避免了传统污泥烘干工艺耗能高的弊端和运输污泥成本高的缺点,实现在掺烧污泥的同时消纳城市垃圾,首次实现污泥掺加量超过60%,煤粉掺加量低于20%。干化污泥送至电厂后,采用烟气余热升流式网带干燥系统(SEUD)利用电厂烟气余热对污泥进行再次烘干,使其含水率二次降低,热值再次提高,最终使污泥低位热值在进焚烧炉之前达到4000kCal/kg,达到与普通动力煤同等的热值。本技术所消耗的试剂均为廉价易得的化学试剂以及工业废弃物、生活垃圾、农林废弃物,污泥预处理成本控制在小于200元/t污泥,低于现状污泥焚烧所需的270元/t污泥,同时不会对热电厂尾气排放造成附加污染。

科学性、先进性

(1)污泥运输成本的大幅度减少。一般,采用罐装车运输的成本是50元/(km.t),而采用普通卡车运输成本是5元/(km.t),本技术的成功应用将污泥的运输成本每吨减少45元/ km; (2)有机垃圾的消纳。本技术在处理城市污泥的同时,实现了垃圾再利用,变废为宝,给垃圾填埋场减轻了负担; (3)燃煤的节省。干化污泥作辅助燃料还将大大减少煤的使用量,每掺烧一吨改性污泥,可产生直接经济效益220.8万/a。 (4)土地占用量的节约。将本来采用临时填埋处置的污泥,进行改性干化,不仅节省了大量的土地资源,还减少了运输维护成本。 (5)烟气余热的再利用。以每天处理100t污泥来计算,每天利用烟气余热2.05×107kcal,相当于热值5500kcal/kg的燃煤3.72t,以每吨煤价800元计,利用烟气余热产生的经济效益为10.89万元/a。 (6)二氧化碳的减排。在直接产生经济效益的同时,以燃烧一吨标准煤产生3t二氧化碳计算,每年将减排二氧化碳4073.4t/a。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

初步应用阶段

技术转让方式

暂时未考虑

作品可展示的形式

图片及实物

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

污泥作为城市污水处理的副产物,不合理处置会引发严重的生态和环境问题,同时也是资源的严重浪费。因此研究污泥的资源化利用具有现实的意义。文章针对污泥处置现状中的缺陷,对污水厂的污泥特性进行系统的研究分析,对污泥进行化学改性,开发出能够迅速降低污泥含水率的新型化学添加剂,满足电厂焚烧要求,实现污泥的燃料化。研究结果可作为污泥的处理提供技术支持,提供有效参考,在污泥处理行业具有广阔的应用前景。

同类课题研究水平概述

国外普遍的污泥处置方式主要有三种:填埋、土地利用、焚烧。而污泥焚烧却是近年来应用较为广泛的处置方式。污泥焚烧不仅可使有机固体量和污泥体积大幅度地减小,而且还可达到灭菌的目的,处理较彻底。世界发达国家越来越多地采用这种方法,美国污泥的25%、日本污泥的75%、欧共体污泥的25%进行焚烧处理、芬兰92%的污泥都采用焚烧方法处理、德国26家燃煤发电厂每年可燃烧66万吨污泥。但焚烧的设备复杂,资金投入大(是其他工艺的2~4倍),污泥焚烧后的灰分重金属含量高、难处置。污泥的焚烧过程还不可避免地产生污染空气的气体(如SO2,NOx,HCl 等)和有害物质(如甲苯、氯乙烯、二恶英等),如不加控制则又会导致新的污染问题。 国内污泥处理一般有堆肥、碱性稳定、建材利用、土地利用、卫生填埋等方式。污泥堆肥产品的销路极其有限,不能形成循环可持续发展;污泥碱性稳定会增加污泥产量,不符合减量化原则;污泥建材利用因烟气处理的成本较高,一般建材厂无法保证,因此存在环境风险和投资风险;污泥土地利用需要与其他处理手段组合运用,受场地和市场等限制较大;污泥卫生填埋虽是目前国内普遍采用的污泥处置方式,但卫生填埋并不能实现污泥无害化、减量化和资源化,而且还存在诸多问题,如增加了填埋作业难度、易堵塞沼气收集孔和影响渗滤液的溢出,因而其并不是污泥的根本出路。 对于太原市来说,大多数采用自然干化后农用或机械脱水外运或填埋,污泥处理水平不高,处置保障率低,二次污染风险大。 目前对污泥的综合利用大多局限于只处置,不处理,忽视污泥可以利用、再生利用的特性。合理的污泥处理技术是使污泥的产生、处置与环境保护之间达到良好的动态平衡。因此,因地制宜,在求一种或几种兼顾环境生态效益和处置成本、且适合山西省实际情况的处置方法势在必行。
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