隨著大城市污水處理率的逐年提高,污泥量日益增大,污泥處理處置問題日益嚴峻。加上污泥體積龐大,不易處理,妥善處置已成為當務之急,污泥處置已經成為污水處理廠設計、運行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥熱干化是一種實現(xiàn)污泥減量化和穩(wěn)定化的常用技術,脫水污泥經干化處理,其含水率可由80%大幅下降至30%左右,減量效果顯著。干化后的污泥呈顆粒狀,便于貯存和運輸。處理后的污泥可作為輔助燃料燃燒或作為肥料、土壤改良劑等后續(xù)利用。本文以鄭州市馬頭崗污泥處理廠200t/d的污泥干化系統(tǒng)為例,對該系統(tǒng)進行熱量衡算,尋找提高熱量利用率的有效途徑,為以后工程設計和應用提供一些參考。
1、工藝簡介
鄭州市馬頭崗污泥處理廠消化干化項目采用“高干中溫厭氧消化+污泥熱干化”工藝。其中,污泥消化處理規(guī)模為800t/d(按含水率80%計),污泥干化處理規(guī)模為200t/d(按含水率80%計)。污泥厭氧消化產生的沼氣經凈化處理后作為污泥干化的熱源,污泥干化產生的廢氣作為污泥消化保溫的熱源,通過能量的有效利用以達到該消化干化自身的能量平衡。該污泥熱干化系統(tǒng)主要由干化機、鍋爐、換熱設備、尾氣處理設施等組成,工藝流程如圖1所示。
2、熱量衡算工藝數(shù)據的選定
為確保熱量衡算的準確性、代表性,排除異常工況對熱量衡算影響,取該干化系統(tǒng)近期連續(xù)穩(wěn)定運行中的18d生產數(shù)據作為熱量衡算依據。主要生產運行數(shù)據見表1。
3、熱量衡算及損耗分析
通過熱量衡算可得:沼氣燃燒釋放的熱量為20775.172MJ/h,蒸汽在干化機中釋放的熱量為15491.5MJ/h,鍋爐的換熱效率為76.88%,干化機的換熱效率為91.37%。
通過與設計值對比分析,鍋爐效率低的主要原因是干化蒸汽凝液回水溫度高,熱量未被有效利用,導致鍋爐給水溫度(96℃)遠高于設計值(25℃),鍋爐節(jié)能器換熱效果不佳,煙氣帶有大量的熱排出,而未被有效利用。
4、干化系統(tǒng)技術改造可行性分析
由于干化機蒸汽凝液回水溫度高,帶有大量的熱,應考慮對干化系統(tǒng)進行技術改造,利用此部分熱量提高干化系統(tǒng)的熱量利用率。若利用蒸汽凝液回水對載氣(空氣)、進泥或鍋爐配風(空氣)進行預熱,假設換熱器的換熱效率按85%計,經熱量衡算可得:將載氣(空氣)從25℃預熱至110℃,可節(jié)約熱量169.218MJ/h;將進泥從25℃預熱至75℃,可節(jié)約熱量477.414MJ/h;將鍋爐配風(空氣)從25℃預熱至100℃,可節(jié)約熱量522.585MJ/h。
5、結論
干化機蒸汽凝液回水帶有大量的熱未被有效利用,且所帶的熱量完全能夠滿足載氣(空氣)、干化進泥、鍋爐配風(空氣)預熱所需的熱量,且有很大余量。通過技術改造,利用干化機蒸汽凝液回水所帶熱量對載氣(空氣)、干化進泥、鍋爐配風(空氣)進行預熱,可以提高整個污泥熱干化系統(tǒng)的熱量利用率,節(jié)能效果較為顯著。( >
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