到2025年，我國(guó)污泥產(chǎn)量預(yù)計(jì)超過(guò)0.9×108t/a。有數(shù)據(jù)表明，目前我國(guó)有超70%污泥未得到妥善處置，污泥任意堆放不僅占用大量土地資源，其造成的污染和再污染問(wèn)題已日益嚴(yán)重，并引發(fā)社會(huì)的廣泛關(guān)注。
污泥中包含一系列有機(jī)污染物（苯、氯酚、多氯聯(lián)苯等）、病原微生物、重金屬（Cu、Cd、Cr等）、鹽分及氮、磷等養(yǎng)分，若處置不當(dāng)，這些有害物質(zhì)可能以其他形式轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，可能造成水體與土壤中有機(jī)污染物與重金屬超標(biāo)、病原體泛濫及水體富營(yíng)養(yǎng)化等嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境污染。研發(fā)適合我國(guó)污泥特性和符合“美麗中國(guó)”建設(shè)需求的先進(jìn)污泥處置技術(shù)刻不容緩。
生物質(zhì)是自然界唯一的含碳且可再生資源，具備量大、易得、燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境友好等一系列特點(diǎn)。氫能是替代能源中最清潔的能源，產(chǎn)生的水是唯一的燃燒產(chǎn)物，從而能夠真正實(shí)現(xiàn)污染物的“零排放”。Baykara等從環(huán)境影響的角度進(jìn)行分析，認(rèn)為生物質(zhì)的碳中性特征使生物質(zhì)氣化制氫變得非常理想。Dincer等評(píng)估了使用可再生和不可再生資源的19種制氫方法，結(jié)果顯示：在能源效率、㶲效率及生產(chǎn)成本方面，生物質(zhì)氣化具有顯著優(yōu)勢(shì)。
污泥也是一種可再生資源，在某種程度上可以通過(guò)熱解氣化的方式回收具有一定品質(zhì)的燃料，然而受限于污泥揮發(fā)分含量低、灰分和硫含量高、固定碳反應(yīng)性較差等特點(diǎn)，污泥熱解氣化產(chǎn)生高附加值產(chǎn)物有待深入研究；同時(shí)，由于濕污泥干化過(guò)程中需消耗大量熱能，污泥熱解氣化能耗大、成本高，也是制約污泥高質(zhì)資源化利用的瓶頸。綜合濕污泥含水量大的特點(diǎn)，采用秸稈、木片等農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物作調(diào)節(jié)劑，充分利用其含水率低、揮發(fā)分含量高、碳含量高的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行污泥+生物質(zhì)共氣化，不僅能控制物料含水率，降低能耗，還可以改善污泥氣化特性，提升產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣率和產(chǎn)氣熱值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)氣化效果。
以湖北省鐘祥市污泥氣化工程項(xiàng)目為例，全面介紹了污泥與生物質(zhì)共氣化技術(shù)的原理、工藝流程、運(yùn)行效果及相關(guān)管理經(jīng)驗(yàn)，可為生活污泥處置和高質(zhì)資源化利用提供新思路、新技術(shù)和示范案例。
1、項(xiàng)目概況
該污泥氣化項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為處置80%含水率污水污泥120t/d，位于湖北省鐘祥市南湖經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)第一污水處理廠內(nèi)。生產(chǎn)區(qū)占地約2000m2，主要負(fù)責(zé)處置鐘祥市第一污水處理廠、第二污水處理廠以及12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠產(chǎn)生的污泥。鐘祥市第一污水廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為7.5×104m3/d，鐘祥市第二污水廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1×104m3/d，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠設(shè)計(jì)處理規(guī)�？傆�(jì)約1×104m3/d，產(chǎn)生污泥（含水率為80%）35~45t/d，其中鐘祥市第一污水處理廠污泥為30~35t/d，占比約80%。該項(xiàng)目采用湖北加德科技股份有限公司自主研發(fā)的雙流閃蒸干化耦合流化床熱解氣化技術(shù)，采用EPCO模式，建設(shè)單位為鐘祥城市建設(shè)投資公司，工程總投資為2221萬(wàn)元。
2、閃蒸干化耦合流化床熱解氣化工藝
2.1 工藝原理及流程
該工藝對(duì)旋風(fēng)干燥技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，形成獨(dú)特的雙流閃蒸干燥技術(shù)，并針對(duì)城市污泥等有機(jī)固廢干燥后形成顆�？扇嘉锱c生物質(zhì)顆粒，利用流化床協(xié)同熱解氣化二次燃燒，將干化和氣化兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)強(qiáng)耦合，形成獨(dú)具特色的污泥閃蒸干燥耦合熱解氣化技術(shù)路線。該技術(shù)高效利用干燥后污泥顆粒與生物質(zhì)顆粒在流化床中熱解氣化產(chǎn)生的可燃?xì)舛稳紵螽a(chǎn)生的余熱煙氣作為雙流閃蒸干燥裝置的熱源，干化污泥經(jīng)輸送裝置進(jìn)入流化床耦合生物質(zhì)共氣化產(chǎn)生可燃?xì)猓麄�(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的閉式循環(huán)，氣化終產(chǎn)物灰渣可用作建材，污泥得到減量化、無(wú)害化、資源化和穩(wěn)定化處置。
污泥閃蒸干化耦合熱解氣化工藝的核心關(guān)鍵是雙流閃蒸干燥技術(shù)和污泥流化床熱解氣化技術(shù)，其中雙流閃蒸干燥技術(shù)通過(guò)一體化雙流閃蒸干燥機(jī)，利用污泥熱解氣化產(chǎn)生的可燃?xì)馊紵蟮挠酂釤煔鈱⒑?/span>80%的污泥霧化成顆粒，污泥和熱煙氣接觸面積擴(kuò)大上千倍，含水率80%的濕污泥在干燥機(jī)中3~6s內(nèi)瞬間完成熱交換，實(shí)現(xiàn)濕污泥水分蒸發(fā)。污泥流化床熱解氣化技術(shù)利用空氣和水蒸氣作為氣化劑，在缺氧條件下，以干燥后污泥和生物質(zhì)顆粒作為原料，通過(guò)自燃放熱、吸熱裂解和氣化等化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量遷移，將能量轉(zhuǎn)化后保留在可燃?xì)庵�，可燃�(xì)夂袣錃�、一氧化碳和甲烷等高熱值氣體，可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)二次燃燒釋放熱量作為污泥干燥熱源，同時(shí)，可燃?xì)庖部勺鳛榫G色能源。
工藝流程如圖1所示。
2.2 各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
污泥閃蒸干化耦合熱解氣化工藝分為6個(gè)子系統(tǒng)，包括濕污泥貯存系統(tǒng)、污泥干燥系統(tǒng)、熱解氣化系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)和灰渣系統(tǒng)。其中核心設(shè)備為雙流閃蒸干燥機(jī)和流化床氣化爐。
①濕污泥貯存系統(tǒng)
含水率為80%的濕污泥通過(guò)污泥專用運(yùn)輸車經(jīng)地磅稱量后卸入濕污泥儲(chǔ)倉(cāng)，經(jīng)螺桿泵輸送至干燥機(jī)前濕污泥中轉(zhuǎn)倉(cāng)。中轉(zhuǎn)倉(cāng)內(nèi)污泥干燥給料螺旋安裝有計(jì)量裝置，整個(gè)濕污泥轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程密封運(yùn)輸，系統(tǒng)維持負(fù)壓，避免臭氣外逸。
②污泥干燥系統(tǒng)
中轉(zhuǎn)倉(cāng)內(nèi)含水率為80%的濕污泥經(jīng)給料螺旋輸送機(jī)定量輸送至干燥機(jī)；濕污泥在硫化機(jī)內(nèi)經(jīng)尾部再循環(huán)煙氣高速氣流破碎、流化后，由熱風(fēng)爐中可燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱煙氣作為熱源進(jìn)行干燥，雙流閃蒸干燥機(jī)可在3~6s內(nèi)將污泥由含水率80%左右干燥至30%左右；干化后的污泥顆粒粒徑約1mm，由煙氣氣力輸送后經(jīng)旋風(fēng)分離器和布袋除塵器進(jìn)行粗細(xì)干污泥顆粒與煙氣的氣固分離，分離出來(lái)的干污泥顆粒經(jīng)輸送裝置送入氣化爐，煙氣進(jìn)入環(huán)保尾氣處理系統(tǒng)。
③熱解氣化系統(tǒng)
干污泥顆粒經(jīng)刮板輸送裝置送至干污泥爐前料倉(cāng)，與生物質(zhì)成型燃料經(jīng)給料螺旋送入流化床氣化爐。在流化床氣化爐中低氧還原性氛圍進(jìn)行熱解氣化反應(yīng)，氣化劑為空氣，在高溫條件下干污泥和生物質(zhì)發(fā)生干燥、熱解、氧化、還原、重整反應(yīng)，熱解產(chǎn)生的焦油進(jìn)一步熱裂化或催化裂化，轉(zhuǎn)化為小分子碳?xì)浠衔�，最終得到可燃?xì)猓扇細(xì)庵饕煞譃?/span>CO、H2和CH4等。系統(tǒng)產(chǎn)生的可燃?xì)膺M(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒。
④熱能利用系統(tǒng)
可燃?xì)怏w在熱風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行完全燃燒，產(chǎn)生850~1000℃高溫?zé)煔�，溫度控制既要滿足二口惡英的控制條件，又要考慮灰熔點(diǎn)，避免結(jié)焦。高溫?zé)煔饨?jīng)配風(fēng)降溫后進(jìn)入干燥機(jī)用于80%含水率濕污泥的干燥，作為可燃?xì)庵紕┑目諝饨?jīng)空預(yù)器加熱，該方式可有效降低排煙溫度，提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用率。
⑤尾氣處理系統(tǒng)
經(jīng)氣固分離的煙氣，由空預(yù)器回收部分熱量，用作氣化系統(tǒng)氣化劑和熱能利用系統(tǒng)助燃劑，煙氣進(jìn)入噴淋洗滌塔去除氨氣、二次除塵、急冷至50℃以下，送入生物除臭系統(tǒng)進(jìn)行除臭處理達(dá)標(biāo)后，經(jīng)15m高煙囪排入大氣。按照環(huán)評(píng)批復(fù)，該項(xiàng)目廠界惡臭污染物NH3、H2S排放濃度應(yīng)達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—1993）相關(guān)限值，粉塵、SO₂排放濃度應(yīng)達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078—1996）中二級(jí)限值要求，NOx排放濃度應(yīng)達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2014）中燃?xì)忮仩t排放標(biāo)準(zhǔn)。
⑥灰渣系統(tǒng)
氣化飛灰由可燃?xì)�、煙氣攜帶經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，飛灰經(jīng)冷卻螺旋冷卻至150℃以下后，經(jīng)倉(cāng)泵氣力輸灰系統(tǒng)送入灰渣倉(cāng)，然后由專用車輛運(yùn)輸出廠，氣化灰渣可用于土壤改良和作為建材使用。
3、運(yùn)行效果
該項(xiàng)目于2018年8月建成并進(jìn)行調(diào)試、試運(yùn)行，2020年9月完成環(huán)保驗(yàn)收，2020年10月開(kāi)始進(jìn)入商運(yùn)期，截至目前已穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)營(yíng)超過(guò)3年。實(shí)際污泥處置量平均為70~80t/d，污泥減量化程度達(dá)90%以上，灰渣供周邊建材廠使用。該項(xiàng)目廢水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及鐘祥市第一污水處理廠污水接管標(biāo)準(zhǔn)后，通過(guò)污水管網(wǎng)排放至鐘祥市第一污水處理廠處理。廠界噪聲滿足《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348—2008）中3類標(biāo)準(zhǔn)限值。一般工業(yè)固廢嚴(yán)格按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18599—2020）有關(guān)規(guī)定，配套建設(shè)規(guī)范的物料堆放場(chǎng)，污泥氣化后產(chǎn)生的灰渣用于混凝土摻和料、土壤改造，以及水泥原料、水泥混合材料、高級(jí)填料等資源化利用途徑。廢活性炭屬于危險(xiǎn)廢物，按《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18597—2023）的有關(guān)規(guī)定建設(shè)危廢暫存間，按其規(guī)定進(jìn)行管理，并委托有相應(yīng)危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的單位處理。
3.1 污泥處置效果
原泥泥質(zhì)分析見(jiàn)表1。
由表1可知，污泥含水率為84.6%，有機(jī)質(zhì)含量為41.0%，不滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》（GB/T24602—2009）標(biāo)準(zhǔn)要求，因此未采用污泥單獨(dú)焚燒工藝。該項(xiàng)目采用雙流閃蒸干化耦合流化床熱解氣化工藝，含水率約80%的濕污泥經(jīng)雙流閃蒸干燥機(jī)3~6s內(nèi)瞬間被干燥至含水率30%~40%，生物質(zhì)成型顆粒和干污泥從不同的進(jìn)料口經(jīng)螺旋輸送至氣化爐（流化床），二者在爐內(nèi)共氣化產(chǎn)生可燃?xì)�，可燃�(xì)馊紵?/span>850℃經(jīng)配風(fēng)降溫至600℃左右進(jìn)入干燥機(jī)作干燥熱源，熱解氣化的最終產(chǎn)物（灰渣）質(zhì)量不超過(guò)最初污泥質(zhì)量的10%，減量化程度高達(dá)90%以上，灰渣符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》（GB/T25031—2010）中各項(xiàng)指標(biāo)要求。
熱解氣化后灰渣檢測(cè)見(jiàn)表2。由表2可知，污泥減量化、無(wú)害化、資源化利用得以實(shí)現(xiàn)，真正達(dá)到“以廢治廢，變廢為寶”目的。
圖2為不同階段污泥形態(tài)。
3.2 尾氣處理效果
在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格要求、積極落實(shí)各項(xiàng)大氣污染防治措施。生產(chǎn)線設(shè)置在封閉的廠房?jī)?nèi)，加強(qiáng)傳輸料口的銜接、物料傳輸帶應(yīng)封閉，認(rèn)真落實(shí)污泥在裝卸料、貯存和烘干過(guò)程及生物質(zhì)堆場(chǎng)揚(yáng)塵等無(wú)組織排放廢氣措施。廠界惡臭污染物（H2S、NH₃）外排應(yīng)達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—1993）表1的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；生產(chǎn)裝置尾氣經(jīng)1套布袋除塵-噴淋洗滌-生物除臭-活性炭裝置處理后，由15m高煙囪排放。NH3、H2S排放濃度應(yīng)達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—1993）相關(guān)限值，粉塵、SO2排放濃度應(yīng)達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078—1996）的二級(jí)限值要求，NOx排放濃度達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2014）的燃?xì)忮仩t排放標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目有組織排放檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
無(wú)組織排放檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。由表3、4可知，廢氣排放濃度均達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、項(xiàng)目總結(jié)
4.1 經(jīng)濟(jì)性分析
該項(xiàng)目直接運(yùn)行費(fèi)用包括生物質(zhì)成型燃料、水、電、人工、藥劑等，其中生物質(zhì)費(fèi)用占比高達(dá)50%以上。生物質(zhì)的添加量受污泥有機(jī)質(zhì)含量、含水率、熱值的影響較大，約為100~150kg/t濕污泥。生物質(zhì)采用農(nóng)林廢棄物作成型燃料，其售價(jià)約800元/t，污泥處置生物質(zhì)燃料費(fèi)用約80~120元/t；電耗約60kW·h/t濕污泥，電價(jià)為0.75元（/kW·h），污泥處置電費(fèi)約45元/t；由于該項(xiàng)目位于鐘祥市第一污水處理廠區(qū)內(nèi)，設(shè)備冷卻及洗滌用水采用中水，可不計(jì)水費(fèi)；總直接運(yùn)行費(fèi)用為180~200元/t，與常州市污泥焚燒中心一期工程260~290元/t和鄂州污泥碳化項(xiàng)目213~247元/t相比，更有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
4.2 運(yùn)行管理
該項(xiàng)目為湖北加德科技股份有限公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)施的國(guó)內(nèi)首個(gè)污泥熱解氣化項(xiàng)目。在調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并不斷優(yōu)化改造和調(diào)整，可為后續(xù)污泥熱解氣化項(xiàng)目提供參考。
①氣化爐設(shè)計(jì)
系統(tǒng)兩大核心工藝是熱解氣化和污泥干化，干化是系統(tǒng)最大的能量消耗部分，熱解氣化是整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力，因此氣化爐的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在氣化爐設(shè)計(jì)過(guò)程中最關(guān)鍵的是流化風(fēng)的設(shè)計(jì)和污泥與生物質(zhì)入料口的設(shè)計(jì)，既要滿足良好的流化需要，又要避免氣化分層爐內(nèi)溫度分布不均勻。
②系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力設(shè)計(jì)
由于污泥含水率和熱值以及污泥量波動(dòng)較大，為保證多介質(zhì)氣化系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，要求系統(tǒng)具備較大處置能力調(diào)整區(qū)間，抗逆性強(qiáng)，外界變化系統(tǒng)可快速響應(yīng)調(diào)節(jié)，具備較強(qiáng)的自適應(yīng)及調(diào)整能力。為保證系統(tǒng)物料平衡和熱力煙風(fēng)平衡，該項(xiàng)目風(fēng)機(jī)及給料機(jī)均采用變頻控制，可滿足60%~110%設(shè)計(jì)處置量（120t/d）的較大調(diào)整區(qū)間。
③物料輸送
系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中涉及含水率80%污泥輸送、30%含水率干污泥長(zhǎng)距離輸送、30%干污泥入爐輸送、生物質(zhì)成型燃料輸送等。對(duì)于含水率80%濕污泥輸送，建議采用螺桿泵變頻連續(xù)運(yùn)行。含水率80%濕污泥具有一定的流動(dòng)性，可長(zhǎng)距離輸送，嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)損壞螺桿泵，長(zhǎng)期停用管道內(nèi)污泥易板結(jié)，再次啟動(dòng)時(shí)應(yīng)低頻點(diǎn)動(dòng)。對(duì)于含水率30%干污泥長(zhǎng)距離輸送，建議采用刮板輸送，可有效避免污泥黏壁，運(yùn)行過(guò)程中要做好邏輯連鎖保護(hù)，后段刮板比前段刮板輸送量大，這樣可以避免污泥堵料，后段跳閘而前段刮板聯(lián)跳，啟動(dòng)階段先開(kāi)后段刮板，前段刮板才可以啟動(dòng)。對(duì)于干污泥和生物質(zhì)入爐，建議采用無(wú)軸料塞螺旋，既可避免有軸螺旋干污泥黏附軸上導(dǎo)致出力減小，又可以避免爐內(nèi)煙氣反串。
④節(jié)能減排
生物質(zhì)耗量是系統(tǒng)最大成本，運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)格按照運(yùn)行操作規(guī)程控制污泥干化程度，定期檢測(cè)原泥含水率，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)給污水處理廠，減少生物質(zhì)耗量。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)格控制流化床的床壓和布袋進(jìn)口溫度，在流化良好前提下盡量維持低床壓運(yùn)行，減少流化風(fēng)機(jī)電耗，嚴(yán)格控制布袋進(jìn)口溫度為180~220℃，避免排煙溫度過(guò)高造成熱量損失。嚴(yán)格控制環(huán)保藥劑使用量，增加在線投加藥劑和檢測(cè)設(shè)備，提高設(shè)備自動(dòng)化水平和可靠性。
⑤人員管理
該項(xiàng)目配備運(yùn)行人員12人，采用“四班三倒”模式，每班組3人，其中2人負(fù)責(zé)運(yùn)行監(jiān)護(hù)操作，另1人負(fù)責(zé)設(shè)備巡檢。運(yùn)行人員嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”，杜絕違章指揮和違章作業(yè)，定期組織相關(guān)培訓(xùn)考核，持證上崗。
⑥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
目前，國(guó)內(nèi)污泥熱解氣化技術(shù)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，僅安徽等地出臺(tái)了地方標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，執(zhí)法單位無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)可依。關(guān)于污泥熱解氣化尾氣排放，國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可供參考的有《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078—1996）、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297—1996）、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2014）。建議盡快出臺(tái)污泥熱解氣化國(guó)家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等指導(dǎo)性文件，助推熱解氣化技術(shù)良性發(fā)展。
4.3 環(huán)保分析
采用熱解氣化工藝，流化床氣化爐內(nèi)空氣僅為完全焚燒理論空氣量的30%，氣化爐內(nèi)氣流速度低，經(jīng)旋風(fēng)分離器和布袋除塵后尾氣中顆粒物含量低�；覡t內(nèi)為還原性氛圍，反應(yīng)溫度控制在700～750℃，熱力型氮氧化物幾乎不產(chǎn)生，即使熱解過(guò)程中產(chǎn)生部分SOx和NOx也會(huì)被氣化過(guò)程中產(chǎn)生的CO、H2還原而無(wú)害化。二燃室內(nèi)采用分級(jí)燃燒和煙氣再循環(huán)等低氮燃燒技術(shù)，在二燃室設(shè)置SNCR系統(tǒng)控制氮氧化物的生成。氣化工況處于缺氧的還原性氣氛狀態(tài)，無(wú)二口惡英前體物生成，從根本上抑制了二口惡英產(chǎn)生。二燃室內(nèi)主反應(yīng)區(qū)溫度為850～950℃，停留時(shí)間>3s，可進(jìn)一步燃燒去除可燃?xì)庵械亩趷河⒓?/span>VOCs氣體。NH3、H2S主要來(lái)源于污泥干化過(guò)程，污泥干化過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制含氧量不超過(guò)3%，干化溫度約600℃，反應(yīng)時(shí)間極短（3~6s），可極大降低濕污泥干化過(guò)程中與氧發(fā)生發(fā)應(yīng)生成NH3、H2S的可能性。氣化相較于焚燒煙氣量小，環(huán)保設(shè)備投入小，極大降低了投資和運(yùn)行成本。采用生物質(zhì)與污泥共熱解氣化，有助于解決農(nóng)村生物質(zhì)禁燒難、出路難的問(wèn)題，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村居民生產(chǎn)、生活條件和居住環(huán)境。該污泥處置技術(shù)將城鎮(zhèn)污泥高效清潔處置與農(nóng)村生物質(zhì)固廢處理有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)固廢資源化循環(huán)利用，從而構(gòu)筑生態(tài)安全屏障，改善人居環(huán)境，助推美麗中國(guó)建設(shè)。
5、結(jié)論
鐘祥市污泥熱解氣化項(xiàng)目采用污泥閃蒸干化耦合流化床熱解氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了污泥處置及資源化利用的實(shí)證示范。該技術(shù)對(duì)氮氧化物、二口惡英的生成均有較好的抑制作用，污泥減量化程度可達(dá)90%以上。氣化產(chǎn)物灰渣滿足污泥制磚標(biāo)準(zhǔn)可用作建材等，真正實(shí)現(xiàn)了“以廢治廢，變廢為寶”，運(yùn)行成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，滿足環(huán)保排放要求，為城市污水污泥處置高質(zhì)資源化利用提供了新技術(shù)路徑和案例示范。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮物料輸送、設(shè)備選型、負(fù)荷調(diào)節(jié)等因素，運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)人員管理，以達(dá)到預(yù)期效果。（來(lái)源：華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北加德科技股份有限公司，河南城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司）
