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高干脱水后造纸污泥焚烧处置的方案比较(2012-03-25 14:11:04)

2012-4-15 22:39| 发布者: admin| 查看: 11830| 评论: 1

摘要: 【写在前面的话】受朋友之请,写一篇“命题作文”,对一个高干度脱水后的造纸污泥处置项目进行些分析。鉴于这个题目比较有普遍性,可能是很多人都关心的,也由于这个研究的结论与笔者一向所持观点并不矛盾,且颇有发 ...
【写在前面的话】受朋友之请,写一篇“命题作文”,对一个高干度脱水后的造纸污泥处置项目进行些分析。鉴于这个题目比较有普遍性,可能是很多人都关心的,也由于这个研究的结论与笔者一向所持观点并不矛盾,且颇有发明,就改了一下发在这里。

    为避免误解,首先声明,笔者不赞成使用大量石灰进行调质。笔者得到的条件是客户已上或已运行类似的高干脱水装置。比较是基于给定的条件进行的一个理论分析。

    基于以前的经验,由于表格多多,会被系统以字数超标为由拒绝,所以只能分拆。由此造成的不便请海涵。

 

 

一、方案选择

 

根据要求,对以下三种处置技术方案进行分析和比较:

 

方案一、高干脱水后直接与煤掺混,入循环流化床锅炉焚烧

方案二、高干脱水并利用电厂蒸汽干化后与煤掺混,入循环流化床锅炉掺烧

方案三、高干脱水后利用自建干化焚烧系统进行焚烧

 

二、计算条件和取值

 

1、脱水污泥性质

    造纸企业的污泥一般有三种:化学污泥、剩余污泥和初沉污泥,假设其干基比例分别为30%35%35%。按泥性可设其干基低位热值分别为110022002400大卡/公斤,则平均干基低位热值1940大卡/公斤。

    测算规模根据客户的要求,原脱水湿泥的含固率按25%考虑,干基污泥量150/日。此时,湿泥的收到基构成可能为:

燃料的剩余水分

M

75.00

灰分

A

10.70

C

6.34

H

0.92

O

6.91

N

0.08

S

0.05


 

2、高干脱水后污泥性质

    由于高干脱水需要添加大量无机化学药剂如三氯化铁和生石灰等,这将造成高干脱水后污泥的总干基量上升,热值相对下降。

干基总量的上升,意味着无机药剂也会将一部分水分带入高干脱水后的污泥。

由于生石灰水合,使得无机药剂的干重增加,即如果输入1公斤CaO,会产生1.321公斤的氢氧化钙干重。

氢氧化钙在580度的焚烧温度下分解为水和氧化钙。这意味着焚烧时还需考虑氢氧化钙重新生成氧化钙所需的分解热,以及重新释放出的水分对焚烧装置的影响。

为便于判断水分的具体量,假设市场采购的石灰含氧化钙、氢氧化钙和杂质的比例分别为60%20%20%

根据要求,测算点选择的是石灰添加量为湿基的10%,脱水后含固率50%。按此比例推算,高干后的污泥干基量229.1/日。

由于无机药剂的稀释作用,原干基污泥的构成也发生改变,干基热值同比降为原来的65.5%,即1270大卡/公斤。

这样,用于计算的污泥燃料构成为:

 

燃料的剩余水分

M

50.00

灰分

A

31.28

C

8.30

H

1.20

O

9.05

N

0.10

S

0.07

   

3、燃煤热值

    用于计算的燃煤性质如下(取自《郑州热电厂670 t/h锅炉双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器应用》):

 

燃料的剩余水分

M

9.14

灰分

A

26.30

C

54.41

H

2.74

O

6.17

N

0.84

S

0.40

   

    干基低位热值为5439大卡/公斤。

   

4、高干度脱水

    为便于计算综合成本,有必要对高干度脱水的经济参数进行评估。主要取值如下:

- 吨干基处理量的脱水电耗140kW(根据某高干脱水技术提供商的数据);

- 日吨湿基处理量的投资2.0万元;

- 人员数量:8

- 年维护成本相当于初始设备投资的比例:5%

 

5、循环流化床锅炉

    采用了一台220吨蒸汽/小时产能的循环流化床锅炉作为参考炉型,蒸汽参数为:压力 9.81MPa,温度540度,给水压力10.5 MPa

    对高干脱水污泥入循环流化床锅炉处置的技术经济分析,是基于不处置污泥时与处置污泥时的前后比较。

过剩空气系数均取1.22

    不处置污泥时,设排烟温度120度,蒸汽产量为额定产量220/时,以此时排出锅炉的湿烟气量为基本参考(锅炉设计上的限制)。

    处置污泥时,由于大量水分进入锅炉,出于硫酸腐蚀的考虑,设排烟温度160度;锅炉出口的湿烟气量一定的情况下,由于蒸汽占用体积大,干烟气量所占份额缩小,这意味着蒸汽产出量一定会减少;当然,考虑了污泥输入的热量,燃煤消耗量会减少。

    从锅炉进煤口到出灰渣口、排烟口的锅炉全系统设为一个热工系,进行热平衡计算。不考虑蒸汽系统内部进行抽汽、再热以及发电、供热比例方面的变化。

所有焚烧的灰渣处置成本均暂不考虑。

 

锅炉事实上是作为“处置设施”处置污泥的,可能导致的成本如下:

-         锅炉的热效率降低,单位蒸汽产量的煤耗增加;

-         蒸汽减产,减产蒸汽部分有利润损失;

-         蒸汽减产,吨蒸汽产能的电耗成本分摊上升;

-         原锅炉设备按照蒸吨所计算的折旧增加;

-         可能对锅炉产生的磨损、腐蚀等,维护成本增加;

-         新增干泥输送(运输)、料仓或混合上料等系统的配套投资及其折旧;

-         灰渣量提高,导致灰渣捕捉、输送等处理和运输设备的负荷增大;

上述成本与损失可分别量化为:

-         吨蒸汽减产量,考虑利润损失50/吨(该参数蒸汽的价值>220/吨);

-         吨蒸汽产量的煤耗增加,以吨煤价格900元评估;

-         其它各项损失,设方案一增加处置成本60/吨湿泥;方案二增加20/吨湿泥。

 

注意,上述三项取值属于假设,不一定能反映实际情况。

 

6、热干化

    利用电厂锅炉的蒸汽,采用间接干化设备对高干脱水后的污泥进行热干化。

设计参数取值如下:

-         入口含固率50%,干化出口含固率75%

-         干燥工质为1.2 MPa低压蒸汽;

-         蒸汽价格:160元(比市场价格偏低)

-         生产线数量:3条;

-         厂房占地:40米×30

-         人员数量:6

-         总建设投资(含二类费用):8600万人民币,其中设备投资7000万(不含税);

热干化后的污泥去电厂循环流化床锅炉处置。

 

 

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最新评论

引用 愚公疑煽 2012-5-11 13:47
此文对想烧污泥的人来说必看。都说污泥可烧,可对锅炉的影响,没有几个能真正说明白的。拿锅炉的计算来分析恐怕是不够的,因为水太多,锅炉热工计算对水的估算太粗了,不准确。庄主的方法很特别,看过他所有文章的,就会注意到这一点。

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