电厂循环流化床锅炉固废协同处理探讨

电厂循环流化床锅炉固废协同处理探讨

张初初

江苏徐矿综合利用发电有限公司 221137

摘要：当前国内城市化进程不断加速，城市固体废弃物的出现量快速增多。对于大量固体废弃物加以处理及综合利用问题受到社会各界高度重视，同时直接影响到资源节约型与环境友好型城市建设。循环流化床（CFB）锅炉具有燃料适应性广、氮氧化物（NO_x）排放低、易于实现灰渣利用等特点，可广泛应用于固废无害化处理。因此，目前在许多大型工程中广泛应用其进行固体废弃物的处理。基于此，本文主要对电厂中应用的循环流化床锅炉固废协同处理技术的进行分析，以供参考。

关键词：电厂；循环流化床；锅炉固废；协同处理

引言

城市固体废弃物由于其理化特性影响，如不及时进行有效处理与回收，易对人类生存环境与身体健康造成危害。城市固态废弃物之所以会对人类和其他生物的生存造成危害，主要是受其隐蔽性、滞后性、累积性、连带性及协同性等特征影响。所以，城市固体废弃物处理及综合利用需要坚持一定原则。电厂以控制污染物排放总量为主线，坚持污染防治与生态保护并重，环境保护工作发生了质的变化，已逐步取得了全方位、多层次的环保成果，以上技术改造和创新，取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。

1固体废物的危害

1.1造成资源浪费

城市化进程伴随着工业发展，再加上人口数量增多，固体废物的产量增大。固体废物处理时，需要投入大量人力、物力，堆放时还会占用一定土地资源，甚至出现垃圾围城的现象。

1.2破坏生态环境

城市固体废物中包括工业固废，其中含有毒害物质，例如重金属（铅、汞、砷）、放射性物质、毒性物质等。这类固体废物处理时，如果采取的技术方法不当，毒害物质可能进入土壤或水体，造成环境污染破坏。

1.3威胁人类健康

固体废物对人类健康的威胁有两个方面：一是身体健康，例如灼伤、中毒、放射污染等，刺激视觉、嗅觉等感官。二是精神健康，固体废物自身不稳定，会让人们处于不安全的生活环境中，影响当地经济发展。

2燃煤锅炉协同处置固体废物

目前中国火电装机容量接近1.1×109kW，燃煤电站锅炉已基本实现超低排放改造，且地域分布广泛，具备开展协同处置固体废物的条件。依托现役燃煤电站高效的发电系统和污染物集中处理设施，实施燃煤锅炉与多种固体废物协同处置耦合发电技术，是实现燃煤电站低碳清洁发展途径之一。在欧洲有超过100个电厂锅炉协同处置废物的案例，协同处置的废物主要包括垃圾衍生燃料、包装废物、秸秆等农业废物、禽畜养殖废物、有机酸和废油。国内已实现大规模耦合发电的固体废物有垃圾、生物质固废和市政污泥等。根据火力发电和垃圾焚烧发电工艺流程特性，生活垃圾耦合燃煤发电大致有3种技术方案，即燃气侧耦合、蒸汽侧耦合和烟气侧耦合。蒸汽侧耦合技术可行，环保易达标，投资和运行费用低，在最大程度减少政府财政负担情况下，可充分利用火电厂现有设施，实现发电与垃圾焚烧处理耦合，如同水泥窑协同处理技术一样，可作为现在主流的垃圾焚烧厂独立建设方式的一种补充。生物质与燃煤耦合发电技术有3种技术流派：直燃耦合、气化耦合和混燃耦合。欧美相关项目以直燃耦合为主，国内由于直接混燃生物质发电量计量困难，相关项目以间接耦合为主，危险废物与燃煤耦合发电技术在国内仅有个别工程化试验和极少量应用案例，协同处置废物包括抗生素药渣、含油污泥、煤液化油渣、制革污泥等。不断推进燃煤锅炉协同处置市政污泥、生活垃圾（甚至危险废物）等固体废物，实现煤电机组作为区域性污染物终结者的功能，构建以燃煤电厂为核心的能源供应与环保治理新型产业发展体系是未来行业发展方向。

3电厂循环流化床锅炉固废协同处理

3.1预处理工艺流程

（1）污泥干化。经取样分析，活性污泥含水率高达80.43%，若直接进行掺烧，将导致燃料含水率过高，影响锅炉正常运行的同时对输送设备造成一定损坏，因此需要进行干化处理，将含水率降至35%。（2）三泥搅拌工艺流程。经干化处理的活性污泥送至三泥搅拌装置，与其他预处理后固废、石灰石、石油焦按一定比例混合后输送至焦棚，通过燃料输送装置输送至炉膛内进行燃烧。

3.2CFB锅炉掺烧工艺流程

固废、石油焦、石灰石掺混后的燃料在CFB锅炉内燃烧，产生的烟气先在炉内进行脱硫脱硝，含重金属、二噁英等污染物的烟尘依次进入电除尘、半干法脱硫工序以及布袋除尘器，最后通过180m高烟囱排放。

3.3 CFB锅炉掺烧注意事项

掺烧过程中可根据固废实际情况适当调整固废、石灰石、石油焦配比情况，确保掺混后混合物送入锅炉燃烧的过程中不会对锅炉自身给料系统产生影响，减小生产上的波动。掺烧过程中要密切关注固废成分的变化，防止因成分变化而导致污染物排放量异常，调整不及时，导致环保超标。

3.4烟气排放结果分析

3.4.1达标情况

掺烧前和掺烧期间，CFB锅炉排放的SO

₂、NO_x、烟尘浓度均低于《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2011）中大气污染物特别排放限值（以气体为燃料的锅炉或燃气轮机组），即烟尘浓度≯5mg/m³，SO₂含量≯35mg/m3，NO_x≯含量50mg/m³；二噁英类监测浓度分别为0.058ngTEQ/m³和0.041ngTEQ/m³，均低于《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484－2001）限值要求，即二噁英类浓度≯0.5ngTEQ/m³。

3.4.2掺烧前和掺烧期间污染因子排放浓度对比

掺烧前和掺烧期间，SO₂、NO_x、烟尘的浓度值变化不大，其中，SO₂掺烧期间与掺烧前最大变化量绝对值为4.4mg/m³，占标率为12.6%；NO_x掺烧期间与掺烧前的最大变化量绝对值为7.0mg/m³，占标率为14%；烟尘掺烧期间与掺烧前的最大变化量绝对值为0.4mg/m³，占标率为8%；二噁英类掺烧前比掺烧期间的监测浓度高0.017ngTEQ/m³，占标率3.4%，可能归因于燃煤和石油焦燃料中本身含有产生二噁英类的前驱物，该次掺烧的固废占CFB锅炉燃料的比重低（4%），进CFB锅炉的燃煤和石油焦燃料的组分变化，导致二噁英类排放浓度波动，以致掺烧前二噁英类排放浓度高于掺烧期间，也可以认为该次掺烧4%固废量对CFB锅炉烟气中二噁英的排放影响基本可以忽略不计。

3.4.3其他污染因子排放情况对比

掺烧前和掺烧期间烟气黑度（林格曼黑度）和汞及其化合物浓度值均低于仪器检出限，表明CFB锅炉所排放的烟气经相关环保设施处理后，烟气黑度和烟气中汞及其化合物浓度均优于（GB13223－2011）大气污染物特别排放限值，即烟黑度不大于1级，汞及其化合物不大于0.03mg/m³。

结束语

现有

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、锅炉热容量大等优势，能够更好地规模化处理固体废物处理。CFB锅炉燃料内掺烧一定比例固废可以满足工艺要求和锅炉的正常运行，污染物排放情况符合国家标准要求。该研究试验为CFB锅炉掺烧固废产汽发电及解决现有危废处理压力提供理论依据，同时具有良好的经济效益、环保效益和社会效益，这对于推动清洁能源的利用也具有重要的意义。

参考文献

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