污泥掺烧可行性报告

污泥掺烧可行性调查报告 初稿 污泥掺烧可行性调查报告 初稿 目前在电煤价格不断上涨的大环境下 寻求开发新能源降低发 电成本是火力发电行业热研课题 随着我国城市污水处理率的提高 伴生而来的污泥无害化问题日益严重 污泥环保产业呼之欲出 把 污泥资源化 能源化是为了最终彻底解决污泥的处置 出路 问题 和减少能源消耗为目的 有利于循环经济的发展与落实科学的发展 观 是区域生态平衡的重要一环 一 2007 年 广州市四大污水处理厂日处理污水能力达 159 万 吨 日产污泥约 800 吨 含水率约 75 80 其中大坦沙污水处理 厂日产泥约 360 吨 猎德污水处理厂日产泥约 250 吨 沥滘污水处 理厂日产泥约 100 吨 西朗污水处理厂日产泥约 90 吨 随着城市污 水处理能力的逐步增加和截污系统的不断完善 包括大沙地等污水 处理厂逐步投入运行 截至 2010 年 广州市市政污水日处理能力预 计将达到 272 5 万吨 日产污泥量约 1200 吨 而目前广州市每天所处理的 800 吨污泥基本上都是由广州铬德 工程有限公司进行处置 污泥处理方式为压榨式脱水 污泥脱水至 60 进行堆放 只有少部份脱水污泥用于农用基肥 而大部份污泥 露天堆放造成二次污染 且用于农用基肥的污泥 亦因无进行杀菌 消毒极其容易造成细菌扩散 目前国外发达国家已禁止污水处理污 泥作为农用基肥以防止细菌扩散 为此 广州市污水治理有限责任 公司 广州市市政污水处理总厂 正在寻求能把污泥资源化 能源 化 有利于循环经济和最终彻底解决污泥处置的合作伙伴 广州市目前只有广州水泥厂准备上一套污泥干化设备 并已通 过环保测评 现已进行前期安装工作 据广州市市政污水处理总厂总工现场考查 我厂地理环境优越 暨靠江边又有自用码头 可减少城市运输压力和污染 又能提供污 泥的干化蒸汽 同时亦可将干化污泥作为减排治污综合再利用新能 源 开发环保概念的绿色电能 从而使广州市市政消化其污泥的处 置及堆放填埋压力 又可为电厂降低发电煤耗及从中得到一定的污 泥处置费用 以及电厂污泥处理作为环保项目方面的政策性优惠 由于本项目是一个跨行业的循环经济项目 因此 在实际操作中如 政府给予一定的支持 以使项目得以顺利实施 真可谓是广州市市 政和我厂的一项双赢项目 二 污泥掺烧的经济性 通过干燥后的污泥 均具有较高的热值一般在 2000 1800 大卡 公斤之间 接近于褐煤的发热量 相当于烟煤的三分之一热值 因 此 可以将干化后的污泥看作是一种低热值高挥发份燃料 因此 将干化后的污泥作为辅助燃料 可降低原煤的使用量 根据我厂 30 万机组能否掺烧污泥及其经济性等因素 经与广州污水处理厂技术 人员了解 目前已取得的污泥化验报告 对广州猎德污水处理厂污 泥进行经济分析估算 根据广州污水处理厂对猎德污水处理厂污泥化验报告 污污泥工泥工业业分析分析 分析项目样品含水率 干基挥发份 干基灰分 猎德污水厂污泥77 5442 7149 96 污污泥泥热热量分析量分析 分析项目干基高位热值 kJ kg 干基低位热值 kJ kg 样品低位热值 kJ kg 猎德污水厂污泥10053 69146 85115 89 污污泥元素分析泥元素分析 分析项目N C S H 猎德污水厂污泥4 4322 870 704 03 污污泥中金属成分分析 泥中金属成分分析 单单位 位 mg kg 分析项 目 AsCdCrPbCuZnNiCl 猎德污 水厂污 泥 29 17 21140 97108 69178 61130 0265 87225 62 1 污泥掺烧可用热值分析 a 从污泥化验报告中样品含水率 77 22 正常时为 80 含水率 低位热值 115 89 kJ kg 时 按我厂 30 万机组锅炉效率 92 折算 污泥低位热值为 125 96 kJ kg 再加上污泥与原煤比其水份 灰 份增加在 50 左右 按锅炉排烟温度 150 计算 污泥比原煤增加的 水份 灰份所带走的热损失为 320 kJ kg 在厂用电 维修保养费 用 人工 折旧等还没有算的情况下已经为负热值 因此污泥含水 率 77 22 时 其经济性为负值 在无任何补贴时无利用价值 b 污泥含水率 20 30 时的热值经济折算 当污泥含水率 30 时 扣除排烟损失 制粉电耗 锅炉效率损 耗 扣除每吨污泥干化用汽热值为 kJ 已每天污泥的干化量为 1000 吨 每小时用干化蒸汽 15 吨计算 即 1148 16 kJ kg 所剩 余可发电热值为 4455 8 kJ kg 按原煤热值为 20000 kJ kg 折算 污泥含水率 30 时 4 49 吨为一吨原煤 如以每 5 的比例污泥掺烧 两台 30 万机组按每小时 200 吨原煤计算 每小时可节约 2 23 吨原 煤 当污泥含水率 20 时 扣除排烟损失 制粉电耗 锅炉效率损 耗 扣除每吨污泥干化用汽热值为 kJ 已每天污泥的干化量为 1000 吨 每小时用干化蒸汽 15 吨计算 即 1148 16 kJ kg 所剩 余可发电热值为 5089 03 kJ kg 按原煤热值为 20000 kJ kg 折 算 污泥含水率 20 时 3 93 吨为一吨原煤 如以每 5 的比例污泥掺 烧 两台 30 万机组按每小时 200 吨原煤计算 每小时可节约 2 545 吨原煤 2 污泥掺烧经济效益分析 a 我厂两台 30 万机组按 5 比例污泥掺烧 每小时可节约 2 5 吨 原煤左右 即发电煤耗降 5 克左右 如按 10 比例污泥掺烧 每小 时可节约 5 吨原煤左右 发电煤耗降 9 克左右 b 我厂两台 30 万机组按比例污泥掺烧 副产品粉煤灰量的增加 可相应增加收入 按 5 比例污泥掺烧 每小时可增加 3 5 吨粉煤灰 如按 10 比例污泥掺烧 每小时可增加 7 吨粉煤灰 c 如在我厂建污泥干化设备 每天干化污泥蒸发后再凝结出的水 量为 500 吨左右 可回收再循环使用 d 如在我厂建污泥干化设备 可以得到一定的运营费用及污泥处 置费 以猎德污水处理厂每吨含水率 80 的污泥 给予广州铬德工 程有限公司进行处置 其处置费用为每吨 192 元 按每天处理污泥 1000 吨 处置费用为 19 2 万元 如由对方污泥干化设备 我厂可得 每吨污泥处置费及运营费 50 元算 每天处置费及运营费为 5 万元 三 投资环境 1 我厂地理环境优越 地处珠江边离广州市区较近 多个污水 处理厂在珠江两岸 加上我厂有 3 千吨以下自备码头 水路运输较 为方便 在目前原油价格不断上涨的大环境下 水路运输 船运 要比公路运输 货车运 的运输成本要低 况且水路运输要比公路 运输所造成的运输过程中的次生环境污染较低 因此 为减少运输 所再次产生的环境污染 污泥的运输以水路运输为主 我厂可满足 污泥的运输的基本要求 2 污泥处理干化设备投资 环境要求必须要污泥干化后能及时 堆放 填埋或烧化处置 同时满足污泥处理干化设备远离居民住宅 区达 2 公里以外 目前西村电厂 员村电厂 猎德污水处理厂都不 能完全满足其污泥处理干化设备投资要求 而我厂所处的环境可完 全符合投资要求 3 如在我厂投资污泥处理干化设备 可不间断地提供污泥干化 用蒸汽 电源及生活用水 很大程度地降低了污泥处理干化设备投 资费用 及维护费用 4 如在我厂投资污泥处理干化设备 由我厂提供场地及蒸汽 电源及生活用水 由广州市市政污水处理总厂投资污泥处理干化设 备的合作投资方式 只要我厂能提供污泥处理干化设备的场地 若 3000 平方米 经了解广州市市政污水处理总厂 非常之愿意由他们 出资来建污泥处理干化厂 这种合作投资方式对我厂比较有利 第 一对我厂来讲投资环保项目可相应得到一定的政策性优惠 第二可 减少投资成本 第三可长期保证污泥量的供应 第四可长期得到一 定的运营费用及市政的污泥处置费 第五可减少污泥的运输成本 5 对方想在我厂投资污泥处理干化设备 必须是由我厂出场 地 是看中我厂是粤电集团属下的企业 和较完善的管理机制和较 强的技术力量 在互利的环境下可长期合作 有一定的污泥消化能 力 减少或消除污泥的填埋堆放压力 并可相应降低现在的污泥处 置费用 6 对方在我厂投资污泥处理干化设备 双方在互利 互助 互 靠情况下长期合作可达到双赢 四 环保方面 1 污泥运输与装卸 a 为减少污泥运输与装卸过程中出现的二次污染 采用水路船 运较公路车运要好 这样可减少运输与装卸过程中的再生污染 b 且船运采用多个罐装式密封运输和装卸 污泥的装卸输送在 密封过程中进行 基本上不会对大气及环境造成污染 2 污泥干化设备 a 污泥干化设备应采用目前国内外较为先进的负压式蒸汽干化 设备 污泥中的水份经加热蒸发后再凝结成水排出 凝结水所携带 的杂质成份相对较少 不会对周边环境及江水造成污染 其次是凝 结水可以作为一种辅助水源再利用 b 污泥干化设备收集的污泥采用罐装式密封存储和输送 c 污泥干化设备应采用污泥静态加热蒸发形式 可减少污泥在 干化过程中的粉尘污染 d 污泥干化设备在污泥干化过程中装有废气收集装置 并能将 废气送入锅炉燃烧 污泥干化设备厂房应装有必要的通风设备 3 污泥的存放 a 污泥在运输过程及污泥干化设备采用罐装式密封存储和输送 外 湿污泥的存放一般不超过两天 因为湿污泥从污水中收集后在 两天的时间内出现发哮现象 发哮后的污泥释放出废气使污泥发臭 b 湿污泥的存放不得露天进行存放 防止污泥污染空气及细菌 传播 干污泥也不能从新吸入过量水份使其出现发哮现象 c 污泥从收集过程中要求加入生物除臭的新工艺 据了解目前 位于广州市珠江新城的猎德污水处理厂 污泥收集过程中加入生物 除臭的新工艺 基本上能消除污泥中的臭气 4 污泥掺烧 a 污泥干化后与原煤混烧 污泥与原煤混合 是要按一定的比 例尽可能地均匀混合 污泥在锅炉燃烧过程中会产生其中一种有害 物质 二恶英 属于烟气排放标准国家重点监控之一 二恶英在燃 烧中温度 800 以下容易生成 燃烧中温度超过 800 至 1000 时便消 失 因此 在我厂 30 万机组锅炉正常运行燃烧时 炉膛温度在 1200 不会造成影响 只要在机组启 停过程中不进行污泥掺烧即 可 b 污泥在锅炉燃烧过程中产生的灰渣比较多 污泥灰渣含量为 49 96 比原煤灰渣含量每吨 20 时增加 30 左右 按污泥含水率 20 掺烧时 2 545 吨污泥为一吨原煤 以一台机组满负荷运行每小时 100 吨原煤污泥 5 掺烧比例计算 机组灰渣含量增加 1 8 吨左右即 21 8 吨 灰渣含量增加幅度为 8 5 以 30 万机组目前的出渣 除 尘 出灰 脱硫系统的出力是可以完全满足所增加灰渣量的要求 在不需要增加任何设备时仍可达到烟气排放标准 c 污泥在锅炉燃烧过程中产生的灰渣及飞灰的重金属含量 根 据我厂 30 万机组锅设计煤种与污泥的成份分析报告中 污泥的重金 属含量与设计煤种之比 每台 30 万机组按 5 比例污泥掺烧时其灰 份比为煤 20 污泥为 2 即污泥的灰渣是煤的 10 左右 按污泥与煤 灰份的混合比例 重金属含量除锌 Zn 及铜 Cu 稍微偏大一点仍在 重金属允许排放标准的正常范围内 其它金属成份均在正常范围之 内 污污泥中金属成分分析 泥中金属成分分析 单单位 位 mg kg 分析项目AsCdCrPbCuZnNiCl 猎德污水厂污泥29 17 21140 97108 69178 61130 0265 87225 62 d 根据我厂资源综合利用分公司提供的粉煤灰标准 作为掺 合料的飞灰化验中 除了水分 消失度 细度等 成分分析还有三 氧化硫少于 3 游离氧化钙少于或等于 1 这 2 项 其余金属成分 分量没有化验要求 参照国标 GB T 1596 1991 对粉煤灰标准的技术 要求见下表 技术要求 拌制水泥混凝土和砂浆时 作掺合料的粉煤灰成品应满足表 要求 表 级别 序号 指标 1 细度 0 045mm方孔筛筛余 不大于 12 20 45 2 需水量比 不大于 95 105 115 3 烧失量 不大于 5 8 15 4 含水量 不大于 1 1 不规定 5 三氧化硫 不大于 3 3 3 表 级别 序号 指标 1 烧失量 不大于 5 8 2 含水量 不大于 1 1 3 三氧化硫 不大于 3 3 4 28天抗压强度比 不大于 75 62 我厂 30 万机组以 5 的污泥掺烧后 粉煤灰重金属含量标准 包括农用标准 粉煤灰标准的技术要求 都符合在正常排放范围之 内 e 锅炉烟气排放 从煤质分析与污泥元素分析表中碳 氢 氮 硫 几种化学元素中 其中碳 氮 硫对烟气成份有影响 碳 主要是 对粉煤灰的烧失量有规定 国家标准规定一级水泥烧失量小于 5 而污泥含碳量远低于原煤 所以锅炉烟气排放中二氧化碳基本上无 影响 氮 在污泥中含量为 4 43 氮在锅炉中燃烧时生成氧化氮 已气体形式从烟气中排走 不会对灰渣成份造成影响 但在烟气排 放中的氧化氮主要是会造成温室效应 具体污泥掺烧后氧化氮在锅 炉烟气中的含量需做试验后才能得出数据 硫 在污泥中含量为 0 7 而原煤的含量为 0 7 0 9 污泥与原煤相比灰渣成份中的 硫份要低 污泥掺烧后 因灰份的增加而增加 按目前我厂 30 万机 组以 5 的污泥掺烧后 飞灰硫的含量在 1 左右 脱硫系统出力仍 有余地 因此污泥元素中的几项指标除氧化氮要试验后才能进行分 析 其它都不会对烟气成份产生影响 污污泥元素分析泥元素分析 分析项目N C S H 猎德污水厂污泥4 4322 870 704 03 f 污泥中灰份含量比较大 在锅炉燃烧过程中产生的灰渣 在一定 的温度下会软化甚至出现溶化现象 即灰溶点 如当灰 渣溶化后 会造成锅炉炉膛局部结焦 对锅炉燃烧及安全运行有一定的危害 从南山热电的一份污泥的燃烧试验报告中 污泥灰份在 1240 时才 开始变形 我厂设计烧的山西大同煤变形温度为 1300 而经常混 烧的神华煤变形温度为 1100 经过多年的运行 现在我厂两台 30 万机组 对神华煤的混烧已较为成熟 锅炉的燃烧温度在 200 左 右 且无出现因结焦而影响机组的安全运行 对于污泥灰份的变形 温度要比神华煤变形温度要高 因此 污泥在锅炉燃烧过程中 正 常情况下是不会出现大面积结焦现象的 污泥成份质量检验报告 五 投资成本 1 如在我厂建污泥干化设备 要有 3000 平方米的场地 并要加装 干化污泥用的蒸汽管道 供电设备 废气回收管道 生活用水等一 系列设备以及我厂的油码头加装污泥装卸设备 据目前了解 按南 山热电所投资每天污泥处理量为 800 1000 吨的污泥干化设备 整 套污泥干化设备是宜兴华都琥珀环保机械制造有限公司制造 该设 备是德国琥珀技术 全不锈钢低温污泥干化装置 是目前我国较为先 进是污泥干化设备 其造价为两亿人民币左右 2 如在我厂建污泥干化设备 投资形式分为两种 一是由我厂全资 投入的形式 二是由对方 广州市市政污水处理总厂 投资泥干化 设备 码头污泥装卸设备 我厂投资干化污泥用的蒸汽管道 供电 设备 废气回收管道 生活用水等辅助设备 这样我厂的投资成本 将大幅度地减少 这种合作投资的模式对于我厂是最为合适 3 如不在我厂建污泥干化设备 广州市市政污水处理总厂方面建议 我厂负责将蒸汽送至大沙地污水处理厂 文冲船厂附近 但蒸汽管 道的敷设必然涉及到征地问题 对于我厂目前状况是很难办得到 4 我厂不作任何污泥干化设备投资 只是将干化后的污泥运至本厂 作为燃料掺烧 但至今为止 广州地区只有广州水泥厂投资了污泥 干化设备 目前是刚过了环评审核 因此广州地区现在基本上是没 有干化污泥 只有广州铬德工程有限公司 以压榨式脱水至 60 进 行堆放后自然风干的少部份脱水污泥 六 投资比较 1 我厂全资在本厂建污泥干化设备 投资成本两个亿 投资费用过 大 收益除出维修 人工 日常支出等 按目前原煤价格需要 10 年 左右才能收回成本 且污泥的供应受到对方的控制 2 在我厂建污泥干化设备 由对方 广州市市政污水处理总厂 投 资泥干化设备 码头污泥装卸设备 我厂投资干化污泥用的蒸汽管 道 供电设备 废气回收管道 生活用水等辅助设备 这种合作的 形式第一我厂的投资成本将大幅度地减少 第二可保证污泥的正常 供应 第三对方在我厂投资后 对方可减少污泥处置费的支出 我 厂仍可得到一部分污泥处置费和运营费用 双方都有利 这种合作 投资的模式对于我厂是最为合适 另外在我厂建污泥干化设备则由 对方负责环评审核 据目前与广州市市政污水处理总厂联系 对方 投资的污泥干化设备 要比