含油污泥和泥饼掺混焚烧处置研究

为了解决含油污泥给环境要素带来危害。另外,泥饼若不能及时处理,不仅占据大量土地空间,还会散发异味,不利于作业人员身心健康。为此,采用焚烧处理技术对含油污泥和泥饼混合物进行处理,可以得出:含油污泥的有机相更丰富,泥饼的含水率更低。通过分析热值随含水率变化的情况,发现含水率越高,热值越低,控制在30%~50%更合适。此外,在不同掺混比例条件下观察锅炉温度随时间的变化情况,当质量比为1∶4时,能满足焚烧的热值和含水率的要求,同时热值提升了15%。通过对比前年的线监测数据发现,污泥掺混能很好地控制工艺和维持数据的稳定。

燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥的数值模拟与工程应用研究进展与展望

随着我国经济快速发展及城镇化进度不断加快,污泥产量也在与日俱增,燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥能够快速减量的同时做到无害化处理,是目前具有广泛应用前景的污泥处理方法.综述了基于燃煤锅炉机组掺烧污泥的数值模拟研究现状,发现目前已开展的数值模拟研究中,针对含水率较高的污泥应采用涡耗散模型进行气相湍流燃烧模拟以进一步提升模拟精度;现有数值模拟中普遍采用未考虑灰层阻力的焦炭燃烧模型,造成飞灰含碳量的模拟结果与工程实际中存在一定的误差,基于改进的焦炭燃烧模型对燃煤锅炉掺烧污泥进行掺混比进一步精确研究是未来的重要研究方向;针对污泥掺烧给燃煤锅炉带来的问题,开展燃烧调整数值模拟以优化掺混污泥后的炉内燃烧工况也是未来的热点研究方向.

气化细灰高碳组分和化工污泥与煤协同制浆研究

对气化细灰高碳组分和化工污泥与煤协同制浆进行研究,有助于气化细灰和煤化工污泥的减量化及资源化利用,可为开发煤化工固废与煤协同制备高质量气化水煤浆技术提供支撑。针对气化细灰高碳组分和化工污泥在与煤协同制浆过程中存在的煤浆质量差的关键问题,采用气化细灰高碳组分和改性化工污泥与煤掺混制浆,通过分析固废不同研磨时间和掺混比例对混合煤浆黏度、流动性、粒度分布、纳米CT技术和接触角的影响,揭示煤化工固废的掺入对煤浆性能的作用机制。结果表明,改性污泥和高碳细灰与煤直接掺混制浆,掺混量每增加1个百分点,煤浆浓度降低约0.3~0.7个百分点;通过细磨或超细磨则可改善改性污泥、高碳细灰对煤浆成浆浓度的影响,在相同条件下与不进行研磨的制浆工艺相比,细磨后的煤浆浓度提升0.3~0.4个百分点。由于细灰和污泥的加入而使制浆原料与水的接触角降低,成浆性变差,煤浆浓度降低;细磨后的细灰、污泥与煤之间形成粒度级配,超细颗粒包覆在粗颗粒表面而具有润滑的作用,从而导致研磨后的固废掺入对煤浆浓度的影响降低。

污泥与煤泥混烧过程中氮氧化物释放特性研究

污泥和煤泥产量大,均具有高水高灰特性,而污泥高挥发分易燃烧,煤泥相对高固定碳能维持更久燃烧,两者共燃处置优势大。在立式固定床反应系统上研究一种典型工业污泥(DL)与灵石煤泥(LSS)单独燃烧及不同混合比例燃烧过程中的氮氧化物释放特性。结果表明,DL中氮赋存形态以吡咯型氮(N-5)、蛋白质型氮(N-P)和吡啶型氮(N-6)为主,LSS则以氮氧化物官能团(N-X)、吡咯型氮(N-5)和质子化吡啶型氮(N-Q)为主。两种燃料单独燃烧时,LSS的NO转化率为DL的6~30倍,两者混烧时存在交互作用;1∶1混合燃烧时NO释放完成时间较两者单独燃烧时提前。掺混比例对NO释放也存在明显影响,DL掺混比例为20%时有利于抑制NO释放。

城市污泥和煤混燃特性的热重分析法研究

利用热重分析法对某城市污泥和某煤种及其两者混合物的着火温度、活化能及综合燃烧特性等参数进行了研究。试验结果表明 ,混合试样和煤相比其活化性能得到了提高 ,着火温度提前 ,综合燃烧性能下降。在混燃过程中 ,煤和城市污泥基本上保持了各自的挥发分析出特性 ,煤的燃烧表现得更为明显。

油泥-煤混合热解挥发分析出特性

利用热重分析的方法对含油污泥、煤及其混合试样的挥发分析出特性进行研究,分析了含油污泥、煤的混合比例及升温速率对含油污泥-煤混合热解过程的化学动力学参数和挥发分析出特性参数的影响规律.实验结果表明,随着混合试样中含油污泥含量的增加,挥发分析出份额越大,混合试样总失重量增加;混合试样的热解反应整体活化能要小于两种单一组分;煤中加入少量的含油污泥就可以使挥发分初析温度显著降低,挥发分析出的温度区间在含油污泥质量分数为33%左右时达到最大;当混合试样中含油污泥质量分数超过33%时,挥发分析出高峰时的温度接近含油污泥,且挥发分最大析出速度、挥发分析出特性指数随含油污泥含量的增加而增大,增加含油污泥对混合试样挥发分的析出有明显的促进作用;在10～30,℃/min的变化范围内,热解曲线随升温速率的增大向高温方向偏移,挥发分析出特性指数随升温速率的增加略有增大,升温速率的增大对于挥发分的析出略有促进作用.

采用热重分析法研究煤掺烧干污泥燃烧特性

利用热重分析法对干污泥和煤及二者混合样的燃烧特性进行了研究.结果表明,在空气介质、升温速率25℃/min、温度范围20～1000℃的情况下,干污泥分别在280℃、480℃出现2个失重峰,煤在500℃时出现1个失重峰.随着干污泥掺烧比增加,混合样失重速率峰值及最大燃烧速率值增大,出现温度提前.一定比例范围的干污泥掺烧可以改善煤的着火性能,有利于煤的稳定燃烧,燃料的可燃烧性指数增加,使燃烧特性改善,该指数介于干污泥和煤单一成分燃烧特性指数之间.

含油污泥-煤混合燃料燃烧特性研究

利用热重分析法研究了含油污泥一煤混合燃料在不同条件下的燃烧特性，分析了不同配比下混合燃料的挥发份析出特性、着火特性和燃尽性能。研究表明：不同配比混合燃料的燃烧阶段都可分为100～450℃和500～800℃2个温度区间；升温速率对混合燃料燃烧曲线影响不大；混合燃料的燃尽温度从空气条件下的800℃降低到富氧80％条件下的600℃，燃烧曲线向低温侧移动。混合燃料的挥发分初析温度从单煤时的410℃迅速降低到油泥含量40％时的200℃，煤中继续掺入油泥混合燃料，挥发分初析温度变化不大；随油泥含量增大，混合燃料的着火温度逐渐从510℃降低到275℃，燃尽温度逐渐从900℃降低到605℃，燃尽时间逐渐从60min降低到41min；混合燃料的油泥含量为40％时，稳燃特性指数最大。因此，混合燃料具有较好的燃烧特性。

燃煤耦合污泥发电过程二噁英生成与排放研究

为了解耦合污泥对燃煤系统中二噁英的生成和排放的影响,在某600 MW机组锅炉上进行实炉掺烧造纸污泥试验。在未掺烧污泥和掺烧污泥2个工况下,分别采集干燥炭化机进出口烟气、选择性催化还原(SCR)脱硝装置进口烟气、空气预热器出口烟气、烟囱烟气、原料污泥、干燥炭化污泥、炉渣和飞灰样品,采用高分辨气质联用仪分析了其中二噁英含量。结果表明:掺烧污泥(质量分数约为燃煤量的1%)没有导致二噁英的高温气相均相生成,以及中低温催化生成和大气排放水平的增加;掺烧污泥工况下采集的6个烟囱烟气样品中二噁英毒性当量(I-TEQ)质量浓度为0.008~0.013 ng/m^(3)(均值为0.010 ng/m^(3))和未掺烧污泥工况下采集的6个烟囱烟气样品中二噁英I-TEQ质量浓度(范围为0.008~0.015 ng/m^(3),均值为0.012 ng/m^(3))无显著差别;污泥干燥炭化过程中有少量二噁英生成,在煤粉燃烧室的污泥中二噁英可被高温彻底销毁;SCR催化剂发挥了催化二噁英降解的作用,高氯取代二噁英更易于被SCR催化剂降解;飞灰中二噁英I-TEQ质量浓度均低于0.2 ng/m^(3),其资源化利用过程不会引起环境二噁英污染。

准东煤与污泥共热解过程中NO_x前驱物释放规律

借助热重-质谱联用(TG-MS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFT)等实验手段对准东煤与污泥的混合物进行共热解实验,研究了污泥质量百分比为25%、50%、75%时混合物热解主要NO_x前驱物的释放规律,探讨了准东煤中矿物质以及混合物中官能团的变化对NO_x前驱物释放的影响。实验结果表明:混合热解过程中NH_3、HCN的产率不随污泥掺混比的增大而增加,掺混比为50%左右时NO_x前驱物的释放量相对较低。准东煤内在碱金属及碱土金属以及混合热解过程中各官能团的协同效应对NO_x前驱物释放具有抑制效果。

燃煤耦合污泥焚烧发电技术研究进展

焚烧法作为实现我国污泥快速减量化、无害化处置的主流方式得到广泛应用,而在“双碳”减排目标的推动下,燃煤耦合污泥焚烧发电技术能有效实现燃煤低碳减排和污泥清洁焚烧处置。然而,现阶段燃煤耦合污泥焚烧发电技术在锅炉结焦结渣、燃烧污染物排放和技术经济性等方面仍存在较多问题。总结了污泥基本理化性质、水分赋存形态、煤质指标和不同干化技术,对比分析了湿污泥直接掺烧、烟气直接干化污泥后掺烧和饱和蒸气间接干化污泥后掺烧这3种技术路线的优缺点,并结合我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目的技术参数进行深入分析。实践表明,湿污泥直接掺烧存在燃烧工况稳定性差、处置量低等问题,而“干化+掺烧”技术路线能在保证燃烧热稳定性的基础上实现较大的污泥处置量。考虑到烟气直接干化污泥存在粉尘爆炸风险高、烟气量需求大等问题,利用饱和蒸气间接干化污泥后掺烧燃烧效果较好。在污泥间接干化技术中,桨叶式干化和圆盘式干化热效率高、粉尘产生量低、占地面积小。由于污泥干化过程中存在黏滞性,需选取合适的干化模型对传热传质过程进行分析。我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目运行实践表明,污泥掺烧比例控制在较佳范围时,既能保证燃煤机组燃烧热效率,又能满足常规污染物、重金属和二噁英等污染物的排放标准。在国家政策层面,亟需对燃煤耦合污泥焚烧发电技术污染物排放标准、发电补贴标准和碳减排核算标准等相关政策加以明确和细化,大力推动该技术的发展。

污泥和煤混燃特性的研究

利用热重-红外联用的方法对某一煤种、污泥及其两者混合物进行了在升温速率为15℃/min、模拟空气气氛条件下的燃烧情况和红外适时在线跟踪检测情况,分析了其燃烧过程中燃烧特性参数和IR谱图的变化情况。其结果表明:混合试样和煤相比,其着火温度有所上升,综合燃烧性能有所下降;在混燃过程中。

超细化干污泥与煤粉的混烧特性研究

利用热分析仪,研究了超细化煤粉、污泥和不同比例污泥掺混样品的燃烧特性。结果表明:污泥与煤粉混合样品在燃烧过程中能各自保持自身的燃烧特性,TG曲线可由二者按混合比例叠加得到。提高氧浓度可明显改善混合样品的燃烧效率。

高灰煤泥滤饼破碎及均匀配比混料装置的设计

湿法选煤工艺中,煤泥滤饼因灰分偏高、水分大、发热量较低,造成其资源化利用困难,而滤饼充分破碎及均匀配比混料是解决此问题的有效途径。为此研究了一种高灰煤泥滤饼破碎及均匀配比混料的装置,该装置主要包含破碎箱、混料箱和配料箱3部分,能够实现软性潮湿易黏结物质(如压滤煤泥)和中、低硬度物料(如混煤)一体化联合破碎及均匀掺混,其破碎比可达32,破碎粒度均匀;其处理能力与辊轮长度呈线性关系,可达30 t/(h·m);并且滤饼和混煤掺混比例为1∶4,能够使物料混合更加充分,混料物性更加均匀单一,最终实现煤泥滤饼的资源化利用,降低了环境污染,增加了企业经济效益。

环保型可移动油泥制煤机的设计研究

设计了一种可移动油泥制煤机一体化设备,可移动至含油污泥堆放的场地进行现场处理,回收油的同时将低含油率的污泥制成型煤,分离出来的水用于油田回注水,油可经处理后再利用。

掺混城市污泥对神木煤成浆特性的影响

将城市污泥以不同质量比掺入神木煤制备污泥煤浆,利用安东帕C-LTD80/QC型旋转流变仪考察了污泥掺混质量比(α)对污泥煤浆的最大成浆浓度、流变性、触变性和稳定性等成浆特性的影响。借助FTIR和SEM表征煤、污泥及水煤浆,探讨掺混城市污泥影响神木煤成浆性能机制。结果表明:水煤浆及污泥煤浆流变特性均符合幂定律模型τ=Kγn,随着α的增大,污泥煤浆表观黏度增大,最大成浆浓度降低,浆体流变性指数n减小,剪切稀化特性明显,浆体更加趋向于假塑性流体;同时,α的增大也会使得浆体触变环面积增大,进一步导致浆体触变性增强;此外,加入污泥制备的污泥煤浆,浆体产生沉淀时间明显延长,其析水率与相同成浆浓度下的水煤浆的析水率相比明显降低,说明适当的污泥掺混量有利于改善浆体的稳定性。通过FTIR及SEM分析可知,污泥填充了煤粉颗粒之间的空隙,在浆体内部形成较强的空间结构,这种作用是导致掺混污泥后浆体的表观黏度增大、最大成浆浓度降低、稳定性提高的主要原因。在尽可能提高污泥掺混比例的条件下,当α为0.12,污泥煤浆的最大成浆浓度为60.42%时,浆体的成浆性能良好,满足工业要求。

矿山复垦中污泥复混基质对三种木本植物生长的影响

为了探讨污泥、粉煤灰、煤矸石和土壤复混基质对柠条、紫穗槐和二色胡枝子幼苗生长的影响,以污泥与粉煤灰、煤矸石和土壤按一定比例混配成复混基质,D1处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶10%∶50%)、D2处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶30%∶30%)和D3处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶50%∶10%),以土壤为对照播种柠条、紫穗槐和二色胡枝子。结果表明D1、D2和D3处理重金属含量符合"土壤环境质量标准",可以安全应用于植物栽培上。D1、D2和D3处理促进了紫穗槐和二色胡枝子幼苗生长,抑制柠条幼苗生长。其中D3基质可以为植株生长提供较为充足的养分,D3基质中紫穗槐幼苗株高29.12cm,地径3.73cm,二色胡枝子幼苗株高23.9cm,地径2.37cm。

煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的试验研究

同为废弃物的煤矸石和城市污泥在性质上存在着一定的互补性,目前针对协同利用这2种废弃物的研究较少。为探究煤矸石与城市污泥混合制备植生基质的可行性并得到具体的高效利用方式,研究使用不同体积占比(50%、60%、70%、80%、90%)和不同粒径大小(≤2目(8.0 mm)、≤4目(4.75 mm)、≤8目(2.36 mm))的煤矸石与城市污泥混合制成15种植生基质,施用于沙土并种植高羊茅(Festuca arundinacea L.),通过测定分析土壤重金属和营养元素含量以及植物的发芽率和生物量积累情况来评价煤矸石与城市污泥共处置的效果。结果表明:污泥可作为植生基质的主要营养源,尤其可以提供大量的磷元素;煤矸石本身含有一定的营养物质且可以调节植生基质的物理结构,使其更适用于困难立地;与其他粒径组相比,煤矸石粒径大小≤8目时土壤中的有机物含量显著提高(P<0.01);煤矸石的体积占比和粒径大小都对高羊茅的生物量积累有显著影响且两变量之间有明显的交互作用,综合考虑得到当煤矸石与城市污泥的体积配比为1∶1(煤矸石体积占比50%),煤矸石粒径大小≤8目时,土壤的保水保肥性表现最佳,煤矸石的养分可以得到更为全面的补充,制得的植生基质可以得到相对最佳的土壤改良效果,验证了煤矸石与城市污泥混合制成植生基质的协同利用方法具有可行性。

流化床条件下城市污泥和烟煤煤泥混烧对颗粒物排放特性的影响

污泥/煤泥作为高灰分低热值燃料,燃烧是大规模减量化处理以上2种物质的一种有效手段,随着雾霾问题的日益严重,在此过程中需要特别关注其颗粒物的排放问题。基于流化床实验台,采用自行设计的颗粒物收集装置,并且利用BT-9300HT激光粒度分析仪和X射线荧光光谱仪(XRF)分别得到生成颗粒物的粒径分布和化学成分,揭示了污泥/煤泥单独燃烧和污泥/煤泥混烧颗粒物的生成特性。实验结果表明:污泥与煤泥在流化床中单独燃烧时颗粒物的粒径分布在800℃前后表现出明显的变化差异,且PM_(2.5)/PM_(10)体积分数排放量与粒径分布峰值一致,为焦油对颗粒物的固定吸附作用、碱金属的熔融团聚作用与矿物质在燃烧过程中的气化、碰撞、破碎作用交互影响所致。燃烧产生的PM_(2.5)主要成分为K,Mg,S,Cl,P,PM_(10)主要成分为Si,Al,Fe,Ca,且污泥的PM_(2.5)中K,Mg,S,Cl,P较煤泥高,煤泥的PM_(10)中Si,Al,Fe,Ca较污泥高。燃烧温度和污泥/煤泥质量比会影响颗粒物的排放特性,其中燃烧温度的升高会导致粗模态颗粒物对应的峰值呈现向小粒径方向且向上移动的趋势;不同质量比条件下颗粒物的实验值与线性加和值有明显差异,混烧明显减少了燃烧后PM_(2.5)的排放量,原因在于燃烧过程中污泥中的易气化元素(K,Cl,P,S等)与煤泥中的矿物质与焦炭存在一定的交互作用。

新型电力系统规划下燃煤电厂锅炉机组的发展

我国新型电力系统规划下,新型清洁发电机组装机容量不断增加,其随机性、间歇性和不稳定性的发电特点使得燃煤发电需要承担电网的调峰重任。在未来相当长的一段时间里,燃煤发电仍将是我国的主要发电方式,为进一步减少煤炭消耗且实现城市污泥的快速减容,燃煤电厂污泥掺烧得到了快速发展和重点关注。基于以上两点,对新型电力系统规划下燃煤电厂深度调峰与污泥掺烧的发展进行综述,研究发现:深度调峰是新型电力系统规划下燃煤电厂的重要发展方向,我国已投产燃煤锅炉机组的原设计均未考虑长期处于深度调峰工况下运行,因此燃煤锅炉深度调峰改造困难较大,应通过数值模拟与工程试验相结合的方法对锅炉机组开展灵活性改造;燃煤电厂污泥掺烧可以实现污泥减容及提升发电经济性,也是新型电力系统规划下燃煤电厂的重要发展方向,燃煤锅炉掺烧质量分数不大于10%的污泥不会干扰锅炉机组的正常运行,且对锅炉机组整体NO排放具有抑制作用。