城市下水污泥焚烧过程中二次污染物排放特性的试验研究

在0.15 MWt循环流化床燃烧试验台上进行了城市下水污泥与煤的混烧试验,分析了烟气中的二次污染物排放特性.分析结果表明,利用循环流化床焚烧城市下水污泥时,添加辅助燃料(如煤)及改变焚烧条件,不仅可以达到稳定燃烧的目的,而且有利于抑制焚烧中二次污染物(如CO及二恶英等有机污染物)的生成.分析了焚烧污泥污染物的排放特性,为采用焚烧方式处理城市下水污泥提供了基础性试验数据.     

城市下水污泥焚烧过程中二次污染物排放特性的试验研究

在0．15MWt循环流化床燃烧试验台上进行了城市下水污泥与煤的混烧试验，分析了烟气中的二次污染物排放特性。分析结果表明，利用循环流化床焚烧城市下水污泥时，添加辅助燃料（如煤）及改变焚烧条件，不仅可以达到稳定燃烧的目的，而且有利于抑制焚烧中二次污染物（如CO及二恶英等有机污染物）的生成。分析了焚烧污泥污染物的排放特性。为采用焚烧方式处理城市下水污泥提供了基础性试验数据。     

污泥、皮革和煤的协同热处置

研究污泥、皮革、煤以不同比例混合时的热解特性和混烧特性,结果表明：皮革的平均失重率最高,在500℃时失重可达70%,污泥失重率比较稳定;煤的挥发分析出特性最差,最大失重率对应的温度最高,而且物料混合时有一定的交互影响,能促进热解过程;混烧时皮革含量越高,燃烧越充分,炉内温度越高,而污泥越多,烟气中的NOx含量越高,煤的掺入能降低烟气中二恶英的浓度。     

油田油泥与煤在流化床中的混烧

基于小型流化床焚烧实验平台,通过含油污泥与煤混合燃烧,分析气体污染物排放浓度以及灰渣特性。含油污泥与煤混烧后NOx、SO2的排放浓度均低于危险废物焚烧排放标准。根据灰渣中组分分析,煤中碱金属化合物能抑制SO2的排放。渣样的浸出毒性均在标准范围内,灰样的浸出毒性高于渣样,主要因为飞灰中更容易富集挥发和易溶形态的重金属。基于小试实验的结果,油泥在小型流化床上的燃烧不充分导致了CO排放浓度较高,且灰的灼减率较高,因此,在后续中试以及示范工程中,应保证油泥的充分燃烧,为灰渣的综合利用提供理论基础。     

生活污泥与煤混烧及热解特性

采用热重分析法,对生活污泥与煤以1∶1质量比混合的试样进行燃烧及热解实验研究,重点分析了升温速率对其热解及燃烧特性的影响,为煤泥混烧及热解技术的工业化应用提供理论支持。结果表明：煤泥混合样燃烧失重分为4个阶段,混燃过程中污泥与煤共同影响着混合试样的燃烧特性,随着升温速率从15 ℃·min-1增加到50 ℃·min-1,其可燃性指数C增幅达60%和综合燃烧特性指数S提高了4倍多,燃烧性能得到明显提高;煤泥混合样的热解失重分为2个阶段,各阶段热解的挥发份最大析出速率（dw/dt）max及挥发分析出特性指数D均随升温速率的升高而大幅增大,且试样总的挥发综合释放指数D从0.081 7×10-8K-3·min-2增大到5.868×10-8K-3·min-2,可见升温速率越高,煤泥混合物的热解性能越好。     

广西城镇污泥掺烧利用组分特性的分析

对广西城镇污水处理厂污泥进行元素分析、组分分析、工业分析和热重分析,探讨污泥掺烧应用特性,为广西的污泥资源化利用提供数据。结果表明,污泥的元素组成与煤差别较大,如污泥中的氮元素含量为4.627%,高于煤的1.628%;污泥焚烧灰含有高达15%的SiO2;污泥的挥发分为34.6377%比煤的25.089%略高;污泥的焚烧可分为3个阶段,分别为水分析出阶段(室温~160℃)、挥发分析出燃烧阶段(160~500℃)、固定碳及剩余可燃物燃烧阶段(510~950℃),升温速率升高,挥发分析出阶段提前了约50℃,粒径对析出温度影响不大,但粒径小更利于干污泥燃烧。因此,广西污泥是一种低热值,燃烧剧烈的燃料,可以用于掺烧,焚烧灰分具有较高的建材价值。     

超积累植物与煤在混烧过程中重金属的迁移特性

通过在管式炉中进行了煤与超积累植物——伴矿景天的混烧实验,主要研究了不同燃烧温度、不同氮氧比气氛以及煤与伴矿景天的不同混合质量比对混烧过程中重金属(Cd、Zn与Pb)迁移情况的影响,并应用XRD技术分析灰渣中重金属的存在形式。实验分析表明:升高温度能在不同程度上增强Cd、Zn与Pb的挥发,提高其在飞灰中的含量;与单独燃烧伴矿景天相比,煤与伴矿景天混烧更有利于Cd和Zn保留在底渣中,但不利于Pb保留在底渣中;对于不同氮氧比气氛而言,Zn和Cd在底渣中的含量随着气氛中氧气含量的提高而升高,而气氛对Pb的影响是随着氧气含量的增加,Pb在底渣的含量是先增加后减少;当煤在混烧中的比例较高时,Cd更多向飞灰迁移,Pb和Zn则更多地残留于底渣。     

城市垃圾焚烧厂直接掺烧城市污泥处置技术及其污染控制

为研究有效处置城市污泥的方法,通过改变掺烧配比、监测燃烧烟气等对燃烧过程的探索,研究了城市污泥直接与城市生活垃圾焚烧厂中的垃圾进行掺烧混烧的处置技术。结果表明：直接掺烧12.5%左右的城市污泥混烧,对生活垃圾入炉量、焚烧炉稳定以及污染物的排放量均未产生较大影响;根据掺烧城市污泥的烟气监测结果,直接掺烧城市污泥后,排放的污染物浓度虽略有升高,但都满足排放要求;掺烧前后产生的固体废物产生量基本没有太大变化,也未对周围环境造成影响。生活垃圾焚烧厂按照一定比例直接掺烧城市污泥(含水率80.0%)在技术上可行,可为城市污泥处置提供新思路。     

市政污泥与不同烟煤混合燃烧特性

使用非等温热重法,研究了淮北烟煤和神华烟煤在6种不同市政污泥掺混比条件下对混合燃烧特性的影响,并对混合燃烧过程的动力学特性进行了分析。实验结果表明:污泥与煤的混合燃烧特性从总体上表现为污泥与煤共同作用的结果,最优的污泥掺混比受到煤种的影响。在不同煤中污泥掺烧比少于20%对煤的活性影响较小。活化性能较差的淮北烟煤在污泥掺混比为30%时,在不同的温度区间分别表现出污泥与煤的反应特征。活化性能较好的神华烟煤在污泥掺混比为40%时表现这一趋势。     

流化床中煤与稻秆混烧污染物排放特性

在自主设计的流化床上开展煤与稻秆混烧的实验。通过对燃烧过程中烟气成分及飞灰含碳量的分析,研究了质量掺混比、燃烧温度、流化风速及二次风率对混烧的影响。实验结果表明,掺混稻秆有效改善了煤的燃烧特性,随着质量掺混比的增加,NOx、SO2及CO的排放浓度降低,飞灰含碳量降低。当掺混比由0%增加至30%、温度为850 ℃时,NOx排放浓度由506.25 mg·m-3降低至404.33 mg·m-3,SO2排放浓度由762.86 mg·m-3降低至522.86 mg·m-3。随着燃烧温度的增加,NOx与SO2排放浓度增加,而CO排放浓度和飞灰含碳量降低。随着流化速度的增加,NOx与SO2排放浓度增加,CO排放浓度和飞灰含碳量先降低后增加,并分别在流化速度0.234 m·s-1和0.26 m·s-1时达到最低。随着二次风率的增加,SO2排放浓度与飞灰含碳量降低,NOx排放浓度与CO排放浓度先减小后增加,均在20%二次风率时达到最低。