循環流化(huà)床鍋爐燃煤耦合污泥技術研究與展望！

随着經濟的高(gāo)速發展、城市化(huà)進程的不(bù)斷加快(kuài)，污泥等固體(tǐ)廢棄物(wù)産量不(bù)斷增加，環境污染問(wèn)題日益嚴峻。據報道(dào)，我國(guó)市政污泥年總産量逐年增大(dà)，2017年底已超過了4000萬t，預計到2020年将達到6000萬~9000萬t，約合170萬~255萬t标準煤。爲此，習(xí)近平總書(shū)記在十九大(dà)報告中着重強調“加強固體(tǐ)廢棄物(wù)和垃圾處置”，把堅持“節約資源和保護環境”作爲一項基本國(guó)策，強化(huà)社會(huì)的節能環保意識。《“十三五”節能減排綜合工(gōng)作方案》提出，推動城市污泥等典型廢棄物(wù)集中處理和資源化(huà)利用，推進燃煤耦合污泥等城市廢棄物(wù)發電(diàn)技術研究。2018年6月，國(guó)家(jiā)能源局、生态環境部聯合發布了84個污泥、農林廢棄物(wù)燃煤耦合生物(wù)質發電(diàn)技改項目試點。可(kě)見(jiàn)，發展污泥處置處理技術，加速燃煤耦合污泥等固體(tǐ)廢棄物(wù)處理技術創新和産業(yè)化(huà)推廣，已經上升爲國(guó)家(jiā)戰略，成爲我國(guó)生态文明建設不(bù)可(kě)缺少的重要(yào)內(nèi)容。

在能源和環保政策等影響下，燃煤耦合污泥研究受到廣泛關注；電(diàn)力等企業(yè)也開(kāi)始摻燒污泥或生物(wù)質等燃料，實現(xiàn)了經濟效益和社會(huì)效益的雙赢。

爲保證鍋爐燃燒系統的安全穩定運行(xíng)，燃煤鍋爐摻燒污泥的工(gōng)業(yè)應用一般是(shì)以煤粉燃燒爲主，污泥摻燒爲輔。由于煤中固定碳較高(gāo)、灰分(fēn)較低(dī)，與含水(shuǐ)率很(hěn)高(gāo)的污泥相(xiàng)比，煤熱(rè)值很(hěn)高(gāo)，煤粉與污泥的混合燃料熱(rè)值遠遠高(gāo)于污泥熱(rè)值。

PIODT等利用中試鼓泡流化(huà)床裝置研究了農林廢棄物(wù)和污泥的燃燒特性。結果表明，二者可(kě)實現(xiàn)穩定燃燒，并且污泥的加入未帶來(lái)NO、CO和HCl排放增加。COIMBRA等人(rén)研究了煙煤與紙漿污泥混燃的可(kě)行(xíng)性，結果證實該方法可(kě)有效處理紙漿污泥，同時減少了CO2和NOx的排放。YANG等人(rén)進行(xíng)了幹态污泥顆粒與煤矸石的摻燒實驗。LIAO等人(rén)和HU等人(rén)進行(xíng)了無煙煤和紙漿污泥的摻燒性能實驗，揭示了2種材料在共燃過程中的協同作用。FUBiao等研究了水(shuǐ)煤漿和市政污泥共燃過程中的熱(rè)化(huà)學機制(zhì)及重金屬排放行(xíng)爲，證明了二者燃燒過程中的協同效應。

由于循環流化(huà)床（circulatedfluidizedbed，CFB）鍋爐燃料适應性廣、污染物(wù)排放低(dī)、負荷調節範圍大(dà)，基于CFB鍋爐的燃煤耦合污泥技術也受到了廣泛關注。DONG等人(rén)在220t/h的CFB鍋爐上進行(xíng)了皮革污泥摻燒煙煤的研究。結果表明，相(xiàng)比于煙煤，皮革污泥表現(xiàn)出更高(gāo)的反應活性，皮革污泥的存在更有益于煙煤的着火(huǒ)。由于污泥灰分(fēn)較高(gāo)，在CFB鍋爐摻燒過程中，普遍存在爐膛內(nèi)壁磨損問(wèn)題。LOUBo等針對污泥摻燒後，CFB鍋爐內(nèi)壁耐磨特性及耐磨材料展開(kāi)了研究。

雖然CFB鍋爐燃煤耦合污泥研究取得了部分(fēn)成果，但(dàn)總體(tǐ)來(lái)說，研究系統性有待加強，研究方向也有待進一步明确，尚需在有關污泥摻燒可(kě)行(xíng)性、污泥燃燒工(gōng)況評價、污染物(wù)一體(tǐ)化(huà)脫除等領域開(kāi)展标準制(zhì)訂、技術研發等工(gōng)作。

本文從(cóng)燃燒工(gōng)況、污染物(wù)控制(zhì)與排放、數值模拟等方面綜述了CFB鍋爐燃煤耦合污泥研究進展，相(xiàng)關結論對于優化(huà)燃煤耦合污泥處理工(gōng)藝、明确CFB鍋爐燃煤耦合污泥研究方向、指導污泥合理利用、保護綠(lǜ)水(shuǐ)青山(shān)具有重要(yào)意義。

1、CFB鍋爐燃煤耦合污泥燃燒工(gōng)況

CFB鍋爐燃煤耦合污泥運行(xíng)實踐表明，污泥水(shuǐ)分(fēn)和灰分(fēn)是(shì)污泥摻燒企業(yè)最爲關注的兩大(dà)指标。污泥收到基含水(shuǐ)率很(hěn)高(gāo)，一般在50%~80%，有的甚至高(gāo)達90%；污泥灰分(fēn)也較高(gāo)，一般高(gāo)于20%，電(diàn)鍍等工(gōng)業(yè)污泥灰分(fēn)可(kě)高(gāo)于80%。受水(shuǐ)分(fēn)和灰分(fēn)等因素影響，污泥收到基熱(rè)值很(hěn)低(dī)，一般爲0.1~15MJ/kg，大(dà)多(duō)在10MJ/kg以下。這(zhè)是(shì)燃煤耦合污泥摻燒可(kě)行(xíng)性的可(kě)選參考指标。

摻燒比例是(shì)影響CFB鍋爐燃煤耦合污泥燃燒狀況的重要(yào)因素。污泥摻燒比例越高(gāo)，對混合燃料水(shuǐ)分(fēn)和灰分(fēn)的影響越大(dà)。

此外(wài)，燃料粒徑也會(huì)對CFB鍋爐燃煤耦合污泥燃燒狀況産生影響。

因此，以下将詳細分(fēn)析污泥水(shuǐ)分(fēn)、灰分(fēn)、摻燒比例、燃料粒徑等對CFB鍋爐燃煤耦合污泥燃燒狀況的影響。

1.1 污泥水(shuǐ)分(fēn)對CFB鍋爐燃煤耦合污泥影響

污泥含水(shuǐ)率高(gāo)，在摻燒污泥過程中容易出現(xiàn)貼壁粘連、抱團堵塞問(wèn)題。改變污泥摻燒比例，可(kě)引起混合燃料水(shuǐ)分(fēn)、灰分(fēn)和發熱(rè)量發生變化(huà)，帶來(lái)床壓波動；增加污泥摻燒比例，煙氣含水(shuǐ)率升高(gāo)，引起低(dī)溫腐蝕，增加CFB鍋爐尾部受熱(rè)面積灰或結渣的可(kě)能性，影響風機電(diàn)耗和煤耗、物(wù)料循環倍率和分(fēn)離(lí)器效率，降低(dī)鍋爐熱(rè)效率，影響煙氣污染物(wù)處理水(shuǐ)平。

針對污泥含水(shuǐ)率高(gāo)引起的上述問(wèn)題，山(shān)東某熱(rè)電(diàn)企業(yè)CFB鍋爐通(tōng)過壓濾、增加生活污泥倉內(nèi)攪拌頻率、高(gāo)溫爐渣或灰與污泥摻混、加裝疏松器等方式降低(dī)了污泥水(shuǐ)分(fēn)和黏性，提高(gāo)了生活污泥燃用量和燃用效率。将機械脫水(shuǐ)污泥與稻殼、鋸木(mù)、生物(wù)稭稈等混合，可(kě)降低(dī)燃料的含水(shuǐ)率。徐正坦和吳松發研究了利用CFB鍋爐生活垃圾焚燒發電(diàn)的煙氣餘熱(rè)幹化(huà)污泥，并将幹化(huà)後的污泥與垃圾一起焚燒發電(diàn)的技術，實現(xiàn)了煙氣餘熱(rè)和污泥熱(rè)值的充分(fēn)回收利用。工(gōng)業(yè)鍋爐和發電(diàn)企業(yè)鍋爐煙氣排放溫度在100~200℃，可(kě)利用電(diàn)廠尾部煙氣餘熱(rè)或低(dī)品位蒸汽幹化(huà)污泥，之後進行(xíng)污泥焚燒處置。污泥幹燥系統內(nèi)應貧氧，并且需及時将密閉幹燥系統內(nèi)氣體(tǐ)抽吸至鍋爐內(nèi)燃燒處理。将機械脫水(shuǐ)污泥經尾部煙氣餘熱(rè)或低(dī)品位蒸汽爐外(wài)幹燥後，與煤、生物(wù)質、垃圾等混合燃燒，不(bù)僅可(kě)降低(dī)煙氣濕度，還提高(gāo)了鍋爐熱(rè)效率，是(shì)目前較爲推薦的摻燒方法。

1.2 污泥灰分(fēn)對CFB鍋爐燃煤耦合影響

相(xiàng)較于煤粉，污泥灰分(fēn)較高(gāo)。污泥摻燒比例加大(dà)，可(kě)引起尾部出渣揚塵或煙道(dào)積灰等問(wèn)題，并且較高(gāo)的灰分(fēn)也會(huì)對料層壓差和爐膛壓差帶來(lái)影響。現(xiàn)有燃煤耦合污泥運行(xíng)實踐表明，可(kě)通(tōng)過調整除塵管路(lù)降低(dī)揚塵，增加吹灰頻次改善尾部換熱(rè)面傳熱(rè)，配燒煤矸石或洗混煤等劣質燃料保證床層料位和爐膛差壓。

以市政污泥爲例，由于污泥灰熔融性溫度（變形溫度、軟化(huà)溫度和流動溫度）均在1167℃以上，而通(tōng)常CFB鍋爐爐膛溫度在800~950℃，并且污泥與煤粉摻燒狀況下床溫的最佳控制(zhì)溫度爲900℃，因此，燃煤耦合污泥技術對于減緩CFB鍋爐高(gāo)溫結渣将具有積極作用。QIXiaobin等對準東煤和市政污泥的混合燃燒特性研究也表明，市政污泥的加入可(kě)減緩鍋爐尾部受熱(rè)面積灰，提高(gāo)混合燃料灰熔融性，避免低(dī)溫燒結情況的發生。

針對污泥燃燒過程中的沉積問(wèn)題，李廉明等研究了在混燒幹化(huà)污泥與煤的CFB鍋爐爐內(nèi)受熱(rè)面沉積層各層成分(fēn)，晶相(xiàng)分(fēn)析顯示均爲CaSO4，并且認爲氯的大(dà)量存在是(shì)受熱(rè)面沉積的根本原因。CaSO4熔點高(gāo)達1450℃，不(bù)具備在受熱(rè)面上直接沉積的條件(jiàn)。因此，Ca可(kě)能是(shì)先與污泥本身和預處理過程中氯元素結合形成熔點較低(dī)的CaCl2（熔點782℃），形成黏性的初始沉積層，而後轉化(huà)爲CaSO4進一步沉積。

污泥與煤粉摻燒，會(huì)引起飛灰或底灰含量增加，爲後續除塵設備運行(xíng)帶來(lái)壓力。HAORunlong等基于CFB鍋爐的木(mù)業(yè)污泥和無煙煤摻燒研究表明：摻燒木(mù)業(yè)污泥後，尾部煙氣飛灰含量增多(duō)；随着木(mù)業(yè)污泥摻燒比例由0增大(dà)至70%，飛灰排放因子呈現(xiàn)線性增長趨勢；當摻燒比例進一步增加至100%時，飛灰産率略有下降，這(zhè)體(tǐ)現(xiàn)了木(mù)業(yè)污泥和無煙煤在提高(gāo)飛灰排放過程中的耦合作用。在無煙煤-木(mù)業(yè)污泥共燃過程中，爲保證煙氣顆粒物(wù)達标排放，建議采用電(diàn)-袋組合式除塵器等更爲高(gāo)效的除塵設備，以提高(gāo)細顆粒物(wù)脫除技術水(shuǐ)平。

值得注意的是(shì)，城市污泥中Na、Mg、Al、Si、Ca、Fe、S、F、P、Zn、Cu、Mn、Ni、Cr、As等元素含量較高(gāo)，摻燒後各元素更易在飛灰和底灰中富集。因此，燃煤耦合污泥灰分(fēn)處理或建材資源化(huà)利用需得到進一步重視(shì)。

1.3 摻燒比例對CFB鍋爐燃煤耦合污泥影響

有關污泥與煤粉摻燒計算模拟結果表明，針對某一特定種類污泥，CFB鍋爐爐膛平均溫度随污泥摻混比例的增加而降低(dī)，燃燒劇烈程度及火(huǒ)焰充滿度越來(lái)越差。這(zhè)主要(yào)是(shì)因爲污泥熱(rè)值較低(dī)，含有大(dà)量水(shuǐ)分(fēn)，燃燒特性較差，嚴重影響了煤粉在CFB鍋爐中的穩定燃燒。采用CFB鍋爐焚燒不(bù)同種類的污泥時，城市污泥與工(gōng)業(yè)污泥的燃燒特性相(xiàng)近，摻燒不(bù)同種類污泥的CFB鍋爐運行(xíng)參數變化(huà)較小(xiǎo)。

采用CFB鍋爐摻燒污泥時，小(xiǎo)比例摻燒（污泥摻燒比例小(xiǎo)于20%）對鍋爐燃燒參數，如爐內(nèi)溫度場(chǎng)變化(huà)影響不(bù)大(dà)。通(tōng)過适當調整過量空氣系數、一二次風配比、燃料在爐膛的停留時間(jiān)等參數即可(kě)滿足運行(xíng)要(yào)求。但(dàn)是(shì)當大(dà)比例摻燒污泥時，如摻燒比例超過20%，甚至大(dà)于30%時，燃燒區平均溫度和最高(gāo)溫度均大(dà)幅下降，爐內(nèi)燃燒不(bù)穩定；并且，由于污泥快(kuài)速燃盡，需不(bù)斷向爐內(nèi)添加煤粉穩定燃燒，這(zhè)就(jiù)增加了煤耗，降低(dī)了運行(xíng)經濟性。

另有研究和實踐表明，相(xiàng)較于單獨燃燒煤粉，當污泥摻燒比例約7.50%時，可(kě)使CFB鍋爐爐膛溫度降低(dī)約20℃，此時鍋爐熱(rè)效率約爲85%~87%；當污泥摻燒比例繼續增大(dà)到31.94%時，爐膛溫度逐漸降低(dī)，鍋爐熱(rè)效率也随之降低(dī)。這(zhè)是(shì)由于污泥含水(shuǐ)率很(hěn)高(gāo)，更多(duō)污泥摻燒進入爐膛，水(shuǐ)分(fēn)蒸發吸收了爐膛中更多(duō)熱(rè)量，引起爐膛溫度下降，排煙體(tǐ)積增大(dà)，排煙熱(rè)損失升高(gāo)，機械不(bù)完全燃燒熱(rè)損失也可(kě)能加大(dà)，最終造成鍋爐熱(rè)效率降低(dī)。因此，燃煤電(diàn)站(zhàn)協同處置污泥時，應盡量避免大(dà)比例摻燒污泥。若進行(xíng)大(dà)比例摻燒，則需要(yào)對污泥燃燒特性及含水(shuǐ)率等進行(xíng)嚴格分(fēn)析。

相(xiàng)對于煤粉單獨燃燒，20%的污泥摻燒比例已足夠改變煤粉的某些燃燒特性，這(zhè)也與實際中電(diàn)廠協同處置污泥時摻燒比例普遍較低(dī)相(xiàng)對應。在CFB鍋爐富氧燃燒過程中，煤粉和污泥混合比可(kě)适當提高(gāo)至1:1。

綜上，考慮工(gōng)業(yè)運行(xíng)實際，在保證污泥摻燒總量的前提下，針對不(bù)同種類、不(bù)同來(lái)源污泥，CFB鍋爐燃煤耦合污泥摻燒比例不(bù)宜大(dà)于30%。

1.4 燃料粒徑對CFB鍋爐燃煤耦合污泥影響

合理的燃料粒徑應依據燃料燃盡特性确定。根據煤粉最佳經濟細度經驗式，若污泥幹燥無灰基揮發分(fēn)wdaf(V)大(dà)于25%，則污泥最佳經濟細度R90經驗式爲

由式(1)顯見(jiàn)，R90與wdaf(V)成正比。以福建無煙煤爲例，其揮發分(fēn)一般低(dī)于5%。相(xiàng)比于普通(tōng)市政污泥，木(mù)屑污泥、印染污泥等一般工(gōng)業(yè)污泥wdaf(V)較高(gāo)。因此，這(zhè)些污泥與福建無煙煤摻燒後，混合燃料揮發分(fēn)升高(gāo)，其可(kě)燃性相(xiàng)較于福建無煙煤增強。混合燃料相(xiàng)較于福建無煙煤較易燃盡，因此其粒徑取值可(kě)偏大(dà)。

2、CFB鍋爐燃煤耦合污泥污染物(wù)排放研究分(fēn)析

2.1 摻燒污泥對NOx、SOx生成和排放的影響

嶽峻峰等認爲，一般情況下，CFB鍋爐摻燒污泥對NOx生成和排放影響有限。這(zhè)是(shì)因爲，可(kě)通(tōng)過空氣分(fēn)級燃燒、燃料分(fēn)級燃燒、煙氣再循環、污泥中可(kě)能含有的尿素或氨水(shuǐ)、現(xiàn)有NOx脫除設備等措施控制(zhì)NOx生成和排放。

同時，SOx尤其是(shì)SO2排放濃度受摻燒污泥後燃料硫分(fēn)決定，生成的SO2也可(kě)能與灰中氧化(huà)物(wù)反應生成硫酸鹽，因此，摻燒污泥對最終SO2排放濃度影響也不(bù)大(dà)。

李志(zhì)偉在CFB試驗台上開(kāi)展了城市污泥與煤的焚燒試驗，研究了過量空氣系數對SO2、NOx排放特性的影響。結果表明，過量空氣系數的增加導緻N2O排放濃度和燃料氮向N2O轉化(huà)率降低(dī)，NO排放濃度和燃料氮向NO轉化(huà)率增加，燃料硫向SO2轉化(huà)率上升。朱化(huà)軍等研究表明：随着污泥摻燒量增大(dà)，CFB鍋爐流化(huà)床密相(xiàng)區和稀相(xiàng)區的溫度均明顯下降；煙氣中自(zì)由基O、OH、H的濃度降低(dī)，從(cóng)而使得形成NO的最主要(yào)均相(xiàng)反應減弱，最終導緻NOx排放濃度随着污泥摻燒量增大(dà)而下降。需要(yào)說明的是(shì)，在污泥投入爐內(nèi)的瞬間(jiān)，SO2、NOx瞬時排放較燃煤時高(gāo)出許多(duō)，說明了較高(gāo)揮發分(fēn)的污泥對燃燒的促進作用。ZHAOZhenghui等研究表明：在煤粉與污泥混合燃燒的揮發分(fēn)析出燃燒階段，随着污泥摻燒比例增加，SO2釋放量随之增加；但(dàn)由于污泥灰分(fēn)較高(gāo)，同時灰分(fēn)對含硫成分(fēn)具有保留作用，焦炭燃燒階段SO2釋放受到抑制(zhì)。這(zhè)與文獻有關煤粉與污泥燃燒初期SO2快(kuài)速釋放的研究成果一緻。

總體(tǐ)而言，污泥摻燒對于SO2和NOx排放的影響有限。

2.2 摻燒污泥對二噁英的生成和排放的影響

童敏等研究表明，城市污泥中氯元素含量較高(gāo)，摻燒污泥需考慮二噁英（PCDD/Fs）生成與排放問(wèn)題。污泥中有機硫在燃燒環境中可(kě)将活性氯氧化(huà)成氯化(huà)氫；煙氣中二噁英也較易吸附在飛灰顆粒上，并經除塵系統吸附捕集。一般而言，可(kě)以從(cóng)燃料源頭和燃燒中、燃燒後控制(zhì)角度考慮污泥摻燒過程中二噁英的控制(zhì)措施。

1）在燃料源頭方面，可(kě)以選擇摻燒含氯有機物(wù)低(dī)或不(bù)含氯元素的污泥。考慮到金屬元素在高(gāo)溫燃燒過程中可(kě)能存在的對二噁英等污染物(wù)生成的催化(huà)作用，摻燒污泥種類也盡量選擇金屬含量低(dī)或者不(bù)含金屬的污泥。

2）在燃燒中控制(zhì)技術方面，需要(yào)對燃燒溫度、停留時間(jiān)、氧氣供給量、煙氣紊流等燃燒條件(jiàn)進行(xíng)優化(huà)控制(zhì)。若燃燒溫度爲850℃，則煙氣停留時間(jiān)至少保證2s以上；若燃燒溫度爲1000℃，則停留時間(jiān)至少保證1s以上，以此來(lái)降低(dī)二噁英的生成和排放濃度。

3）在燃燒後控制(zhì)方面，一種方式是(shì)快(kuài)速降低(dī)尾部煙氣在煙道(dào)停留時間(jiān)或者實現(xiàn)煙氣快(kuài)速冷卻。但(dàn)受限于燃煤發電(diàn)企業(yè)煙氣量大(dà)等因素影響，煙氣快(kuài)速冷卻操作難度較大(dà)。另一種方式是(shì)保證較高(gāo)飛灰脫除率。因爲飛灰可(kě)以爲二噁英反應提供活性表面，所以采用電(diàn)袋複合除塵器等高(gāo)效除塵技術保證飛灰高(gāo)效脫除也是(shì)控制(zhì)污泥摻燒過程中二噁英生成與排放的有效方式。

2.3 摻燒污泥後的重金屬排放問(wèn)題

除SOx、NOx、二噁英外(wài)，污泥摻燒後重金屬排放問(wèn)題也需得到重視(shì)。

ZHANGShaorui等研究表明，随着污泥摻燒量的增加，煙氣中重金屬排放也明顯增加。爲滿足國(guó)家(jiā)有關重金屬排放标準，污泥摻燒量應控制(zhì)在10%以下；并且由于Cr、Ni、Cu和Pb等重金屬浸出毒性的影響，除塵設備捕集的飛灰需進一步處置後才能進行(xíng)填埋或再利用。M.HelenaLOPES等認爲：與市政污泥的重金屬含量相(xiàng)比，除塵設備底灰中重金屬含量較高(gāo)，但(dàn)浸出毒性較低(dī)，這(zhè)也爲底灰的進一步利用提供了機會(huì)；然而，由于旋風分(fēn)離(lí)設備中未燃盡碳的影響，該處灰樣中汞含量較高(gāo)，有關污泥摻燒後汞污染物(wù)控制(zhì)需重點關注。

3、CFB鍋爐燃煤耦合污泥燃燒機理分(fēn)析

研究表明，污泥中可(kě)燃成分(fēn)主要(yào)是(shì)揮發分(fēn)，固定碳含量較少。燃煤耦合污泥技術可(kě)借助煤中較高(gāo)的固定碳含量促使混合燃料穩定持續燃燒，即混合試樣燃燒速率主要(yào)取決于煤粉燃燒。在燃燒的低(dī)溫階段（約500℃以下），污泥着火(huǒ)方式可(kě)認爲是(shì)均相(xiàng)燃燒；在高(gāo)溫段（高(gāo)于500℃），燃燒方式應爲多(duō)相(xiàng)燃燒。

不(bù)同污泥和煤粉摻燒比的試樣的燃燒都可(kě)分(fēn)爲幹燥脫水(shuǐ)、揮發分(fēn)等有機物(wù)析出和燃燒、高(gāo)分(fēn)子大(dà)沸點有機物(wù)分(fēn)解燃燒、固定碳及殘留物(wù)燃燒分(fēn)解4個階段，這(zhè)與煤粉燃燒過程大(dà)緻相(xiàng)同。其中，揮發分(fēn)的析出與燃燒是(shì)燃燒的初始階段，對燃料的着火(huǒ)、燃燒的穩定性及燃盡有着重要(yào)影響。一方面，揮發分(fēn)析出使得燃料顆粒質量降低(dī)，揮發分(fēn)燃燒又在氣相(xiàng)加速了燃料的着火(huǒ)與燃燒，提高(gāo)了燃燒反應前期的反應能力；另一方面，揮發分(fēn)的析出與燃燒使得顆粒化(huà)學結構﹑表面形态及孔隙結構發生很(hěn)大(dà)變化(huà)，影響了O2向顆粒表面和孔隙內(nèi)擴散能力，改變了焦炭的反應能力和燃燒速率，提高(gāo)了混合燃料的綜合燃燒燃盡能力。

基于木(mù)屑污泥、印染污泥、市政污泥等揮發分(fēn)較高(gāo)的特性，将污泥與無煙煤或其他煤粉進行(xíng)摻燒，充分(fēn)利用混合燃料揮發分(fēn)析出和燃燒釋放的熱(rè)量，有利于混合燃料的着火(huǒ)和燃盡。

4、CFB鍋爐燃煤耦合污泥數值模拟

目前，CFB鍋爐燃煤耦合污泥的整體(tǐ)數學模型基本可(kě)以分(fēn)爲兩大(dà)類：

1）以設計CFB鍋爐控制(zhì)系統爲主要(yào)目的，主要(yào)關注重要(yào)輸入輸出參數，通(tōng)過系統辨識CFB鍋爐動态過程的“控制(zhì)模型”；

2）依據CFB燃燒理論、實驗成果和經驗公式，結合CFB床內(nèi)流動、燃燒、傳熱(rè)等建立起來(lái)的“機理分(fēn)析模型”，主要(yào)用于燃煤耦合污泥CFB鍋爐結構設計優化(huà)與運行(xíng)指導。

目前，涉及燃煤耦合污泥CFB鍋爐固體(tǐ)物(wù)料破碎、磨損、燃燒、傳熱(rè)等系統過程的計算流體(tǐ)力學模型還未出現(xiàn)，已有的燃煤流化(huà)CFB鍋爐計算流體(tǐ)力學數學模型也有待完善。

5、總結與建議

1）采用現(xiàn)有CFB鍋爐技術，進行(xíng)煤粉與城市污泥摻燒，相(xiàng)比于新建污泥焚燒爐具有投資省、成本低(dī)等優點。對城市污泥進行(xíng)焚燒處理不(bù)但(dàn)能回收能源，還能實現(xiàn)最大(dà)程度的減量化(huà)，是(shì)城市污泥最佳處置技術之一。

2）在CFB鍋爐燃煤耦合污泥摻燒運行(xíng)和設計過程中，需注意污泥水(shuǐ)分(fēn)、灰分(fēn)對燃燒狀況的影響，保證爐膛溫度和燃燒的穩定性，避免由于污泥摻燒比例過大(dà)，煙氣含水(shuǐ)率和酸露點升高(gāo)，引起尾部受熱(rè)面低(dī)溫腐蝕，污泥摻燒比例不(bù)宜大(dà)于30%。

3）根據污泥種類和污泥中硫、氮等元素含量變化(huà)，調整原有煙氣污染物(wù)處理工(gōng)藝參數，可(kě)保證污染物(wù)達标排放。調整爐膛燃燒溫度、煙氣停留時間(jiān)和尾部煙氣溫度等運行(xíng)參數變化(huà)，可(kě)避免由于污泥摻燒帶來(lái)的二噁英生成與排放問(wèn)題。加強對污泥的吹洗清理，可(kě)減少污泥輸送和噴入過程中的粘結和闆結。

4）爲提高(gāo)污泥焚燒技術的資源化(huà)利用程度，還需開(kāi)展如污泥幹化(huà)、灰渣中重金屬含量、固化(huà)與回收，飛灰浸出毒性、制(zhì)磚和水(shuǐ)泥綜合利用評價等研究工(gōng)作。其中，污泥幹化(huà)後廢汽可(kě)通(tōng)過密封管道(dào)與空氣一同輸入鍋爐爐膛進行(xíng)燃燒，廢水(shuǐ)經檢測若無有害成分(fēn)，可(kě)排入污水(shuǐ)管網，否則需按照(zhào)危險廢物(wù)有關标準進行(xíng)妥善處置。

來(lái)源：北(běi)極星水(shuǐ)處理網