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        污泥干化全流程廢氣治理研究

        2021-07-30 04:40:28俞燕胡曉亮施捷王晶王琦
        中國設(shè)備工程 2021年14期
        關(guān)鍵詞:煙氣

        俞燕,胡曉亮,施捷,王晶,王琦

        (嘉興新嘉愛斯熱電有限公司,浙江 嘉興 314016)

        1 前言

        隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn),市政污泥、工業(yè)污泥逐年增高,且污泥是一種成分很復(fù)雜的污染物,其中含有很多的N、P、Ca、K等元素以及微量元素,但同時含有大量的微生物、病原體以及少量的重金屬和難降解的有機污染物。目前,常規(guī)的處理是方式是衛(wèi)生填埋、農(nóng)業(yè)堆肥、綜合資源以及熱干化協(xié)同燃燒。其中熱干化作為最徹底、便捷的處理方法得到了工程實踐的青睞,研究顯示,污泥干化焚燒可以最大可能實現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。僅嘉興某污泥干化企業(yè)年處理量就達(dá)到了83萬噸。建成了污泥耦合“熱電氣”聯(lián)供資源綜合利用生產(chǎn)線,如圖1所示。

        圖1 污泥干化流程圖

        污泥處理處置中首先對污泥實施干化,然后再與煤協(xié)同耦合焚燒,同時對焚燒煙氣進(jìn)行多工序的尾氣治理,依托公司的焚燒、發(fā)電、供熱等配套設(shè)施,實現(xiàn)干化污泥與煤協(xié)同焚燒發(fā)電、供熱。污泥干化工藝采用超圓盤式干化機相結(jié)合的方式,將濕污泥先機械脫水再熱干化處理,將濕污泥含水率降至40%左右,再與煤混合后采用循環(huán)流化床清潔燃燒技術(shù)進(jìn)行處置,焚燒產(chǎn)生的熱量使鍋爐內(nèi)的水加熱變成高溫高壓的蒸汽,一部分蒸汽去推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電、供熱,另一部分蒸汽推動汽輪機直接帶動空壓機組進(jìn)行生產(chǎn)壓縮空氣,改變傳統(tǒng)的發(fā)電機發(fā)電后再去驅(qū)動電動空壓機的方式。在焚燒過程中,對焚燒煙氣采用SNCR-SCR聯(lián)合脫硝、電袋除塵、石灰石石膏法脫硫、濕電等一系列的煙氣凈化處理工藝,使煙氣排放達(dá)到超低排放的要求,即達(dá)到燃?xì)廨啓C組的排放,同時,還對重金屬和二噁英進(jìn)行處理;但是,在污泥轉(zhuǎn)運的過程中,其中的一些有機氣體以及微生物會代謝產(chǎn)物會逃逸出來彌散在環(huán)境中造成二次污染。主要是NH3、H2S、硫醇、硫醚類物質(zhì)會發(fā)出惡臭的氣味,其中以NH3、H2S含量最高。這些有害氣體進(jìn)入呼吸道會對人體的黏膜,極高濃度的氣體甚至?xí)斐煞嗡[、喉頭水腫等疾病。需要對污泥干化全生命周期進(jìn)行有效的封閉式處理。

        2 工藝流程

        2.1 催化燃燒

        污泥原泥倉中廢氣與干化機干化過程產(chǎn)生的廢氣經(jīng)旋流式尾氣除塵器、尾氣冷凝器經(jīng)二次風(fēng)機的負(fù)壓作用作為爐膛燃燒的一次風(fēng)進(jìn)行焚燒除臭。其尾氣經(jīng)過SNCR-SCR聯(lián)合脫硝、電袋除塵、石灰石-石膏法濕法脫硫、濕電等一系列的煙氣凈化處理工藝,使煙氣排放達(dá)到超低排放的要求進(jìn)行經(jīng)如圖2排口1排放。

        圖2 廢氣收集處理流程

        2.2 化學(xué)洗滌

        考慮到污泥轉(zhuǎn)運過程中刮板機、污泥煤炭摻混過程產(chǎn)生的廢氣濃度低,采用化學(xué)洗滌工藝進(jìn)行處理。即采用“多級旋流除塵+填料吸收+除霧”工藝,單套處理風(fēng)量60000m3/h,共設(shè)置2套,廢氣來源主要為落料區(qū)域+落料口,常溫;多級旋流裝置利用渦流離心力原理,將廢氣分割成多個區(qū)域網(wǎng)格化,并做塔內(nèi)旋流,旋流過程中接觸自上而下的逆旋流水溶劑,達(dá)到除塵、除渣、氣液高速混合的效果。多級旋流相比于傳統(tǒng)旋流工藝,網(wǎng)格區(qū)域化更具有旋流優(yōu)勢,降低了因旋流壁面距離旋流中心間距過長導(dǎo)致的能量衰減;區(qū)域化后,單獨區(qū)域內(nèi)的氣液混合接觸更充分,大大提高了吸收混合效率,尾氣經(jīng)如圖2排口2排放。

        2.3 高能粒子降解

        在輸煤皮帶區(qū)域,由于空間狹小,收集廢氣濃度高。采用高能粒子進(jìn)行降解,高能離子是通過高能離子發(fā)生管做功,發(fā)射出大量α粒子,與空氣中的氧分子、水分子進(jìn)行碰撞而形成正負(fù)離子。正負(fù)離子具有很強的結(jié)合性,故氧化性能在極短時間內(nèi)與不同分子結(jié)合,其中以惡臭分子中的硫醇硫醚類最明顯;正離子還具有吸附懸浮顆粒的特性,能將廢氣中的游離分子進(jìn)行捕集;負(fù)離子具有強氧化性,同時,能抑制空氣中細(xì)菌的生長;正負(fù)離子結(jié)合極大的滿足了惡臭污染物和部分有機污染物的結(jié)合去除。廢氣經(jīng)達(dá)標(biāo)處理后經(jīng)如圖2排口2排放。

        3 運行效果分析

        采用如圖2的工藝流程可對污泥干化全流程廢氣進(jìn)行收集、處理。避免二次污染。最終排口1達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn),NOX≤50mg/m3,SO2≤30mg/m3,粉塵小于5mg/m3。排口2和排口3達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-1993)的排放標(biāo)準(zhǔn),如圖3所示。

        圖3 排口2和排口3惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

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