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
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 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。
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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
- 无
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。
