污泥焚烧中降低NOx排放的方法
【专利摘要】本发明提供了一种污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其包括如下步骤：将污泥与煤粉混匀后，磨制成燃料粉；将所述燃料粉在1200℃下进行焚烧，控制主燃区风和燃尽风的供风量之和为理论空气量的1.23倍。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：该方法实现了在高含水率、高掺烧比例污泥掺煤焚烧条件下、同时产生低浓度NOx，为热电厂掺烧污泥提供了一条经济价值高，污染小的混烧途径。
【专利说明】
污泥焚烧中降低NOx排放的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种污泥同煤混烧的低NOx燃烧方法，主要应用于煤粉电站锅炉中，煤粉掺混污泥混烧的过程。
【背景技术】
[0002]国务院近期正式发布《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，“水十条”明确要推进污泥处理处置。现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。但是截止2010年，我国污泥无害化处理率低于25%。污泥处置已成为目前我国面临的一大难题。
[0003]目前，污泥最终处置方式主要包括填埋、土地利用和干化焚烧。其中，土地利用会对环境产生二次污染，已经被部分国家和地区禁止使用。填埋处置会占用大量土地资源，不适合我国当前国情。相对而言，干化焚烧是目前应用较为广泛，处理效果较彻底的一种方法，但是焚烧设施建设投资大，能耗高，运行成本昂贵，且焚烧尾气中的多种污染物质处理成本高，干化焚烧的方法有待于进一步改善。
[0004]2011年印发的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》中提到应优先利用当地水泥或热电行业窑炉资源处理污泥，降低污泥处置设施的投资。利用热电厂协同处置污泥为污泥的无害化处置提供了新的途径，一方面可以利用热电厂产生的蒸汽作为干化污泥热源，另一方面可以利用热电厂炉窑焚烧干化后的污泥，产生的尾气也经由热电厂的尾气处理系统处置，节约了设备投资和运行成本。
[0005]目前研究较多的锅炉是循环流化床锅炉，而对于煤粉炉研究相对较少。煤粉炉中污泥掺烧的含水率和掺烧比例直接影响干化所耗热能和系统运行的稳定性，如污泥干燥基中含氮量比煤要高，通常会增加烟气中氮氧化物(NOx)的浓度。有必要选择合适的锅炉焚烧参数和污泥掺烧条件控制掺烧对从^排放的影响。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明的目的是提供一种混烧高含水量污泥、同时实现低NOx生成的燃烧方法，应用于燃煤电站锅炉中，所使用的煤为挥发分超过25wt.%的烟煤。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]—种污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其包括如下步骤:
[0009]将污泥与煤粉混匀后，磨制成燃料粉；
[0010]将所述燃料粉在1200°C下进行焚烧，控制主燃区风和燃尽风的供风量之和为理论空气量(即燃料完全而又无氧气剩余时所需的空气量)的1.23倍。
[0011 ]作为优选方案，所述污泥的含水量不高于30wt.%、含氮量为3.0wt.%。
[0012]作为优选方案，所述煤粉的挥发分不低于为25wt.%、含氮量为1.0wt.%。
[0013]作为优选方案，所述污泥和煤粉的重量比不超过1:9。
[0014]作为优选方案，所述燃料粉的平均粒径为75μπι。
[0015]作为优选方案，所述燃尽风占总风量的比例为20?40vol.%。
[0016]作为优选方案，所述燃料粉的焚烧是在煤粉燃烧炉中进行的，所述煤粉燃烧炉包括炉膛、燃烧器、燃尽风管。
[0017]作为优选方案，所述燃尽风管的喷口与燃烧器的距离可使主燃区烟气停留时间2.5s0
[0018]作为优选方案，所述燃料粉进入炉膛中的进粉量为2kg/h。
[0019]作为优选方案，所述燃尽风管的喷口与燃烧器的距离为1.5m，所述主燃区风与炉膛出口的距离为2m，且主燃区风的停留时间为2.5秒。
[0020 ]作为优选方案，所述燃烧器的加热器件为碳娃棒。
[0021]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0022]在进行污泥同煤的混烧时，污泥的含水量是影响经济性的重要因素，混烧时污泥的含水量要求越低，混烧前污泥的处理成本越高，本燃烧方法确定混烧污泥含水量可达到30wt.%，此情况下污泥外部水分较少，同煤的混合比例限制在1wt.%以内，将污泥同煤混合后送入磨煤机磨粉，对混合燃料总体的含水量影响有限，对磨粉机的出力影响可以得到有效的控制；所处理污泥的含水量相对较高，对污泥干化设备要求低，且干化所需的能量少，可获得较高的经济性;将混烧比例设定在1wt.%，同时降低污泥混烧时对燃烧的影响；空气分级是高挥发分燃料燃烧普遍使用的燃烧技术方案，本燃烧方法在此基础上对污泥混烧燃煤的技术参数进行了确定，燃煤为挥发分超过25wt.%的烟煤，在此燃烧参数下，可以将污泥混烧时的氮氧化物排放量控制在与煤单独燃烧相似的范围内，在对污泥进行处理的同时，降低烟气污染物控制的成本。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的污泥焚烧中降低NOx排放的方法的工艺流程图；
[0024]图2为本发明中污泥掺煤混烧与煤单独燃烧时氮氧化物排放曲线。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0026]实施例1
[0027]本实施例的燃烧试验是在一种燃料燃烧过程同燃煤电站锅炉中燃料燃烧过程相似的煤粉燃烧炉中进行的。工艺流程如图1所示，选择含水量为30wt.%的污泥，污泥的含氮量约为3.0wt.%，选择挥发分为27wt.%的煤，煤粉的含氮量约为1.0wt.%。将污泥同煤按照1:9的质量比混合均勾，在磨煤机中磨制，平均粒径75μηι，燃料粉通过给料机以2kg/h的进粉量送入炉膛，通过燃烧器供给的空气为主燃区风，通过燃尽风管供给的空气为燃尽风，两者供风量之和为1.23的空气当量比。燃尽风喷口与燃烧器的距离为1.5m，使主燃区风的停留时间约2.5秒，距离炉膛出口 2m。整个炉膛通过一组碳硅棒进行加热，为模拟燃煤电站锅炉炉膛温度，设定在1200 °C。
[0028]如图2所示，当燃尽风供给的风量占总风量的20?40%时，污泥同煤混烧时产生的烟气中的氮氧化物浓度，同单独燃烧煤时产生的氮氧化物浓度相似，考虑到污泥的含氮量为煤的约3倍，此种燃烧方式使氮氧化物的排放浓度得到了有效的控制，有利于污泥同煤在燃煤电站中混烧的应用。
[0029]综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将污泥与煤粉混匀后，磨制成燃料粉； 将所述燃料粉在1200°C下进行焚烧，控制主燃区风和燃尽风的供风量之和为理论空气量的1.23倍。2.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述污泥的含水量不高于30wt.%、含氮量为3.0wt.%。3.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述煤粉的挥发分不低于25wt.%、含氮量为1.0wt.%。4.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述污泥和煤粉的重量比不超过1:9。5.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃料粉的平均粒径为75μπι。6.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃尽风占燃尽风和主燃区风总和的比例为20?40vol.%。7.如权利要求1所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃料粉的焚烧是在煤粉燃烧炉中进行的，所述煤粉燃烧炉包括炉膛、燃烧器和燃尽风管。8.如权利要求7所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃料粉进入炉膛中的进粉量为2kg/h。9.如权利要求7所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃尽风管的喷口与燃烧器的距离为1.5m，所述主燃区风与炉膛出口的距离为2m，且主燃区风的停留时间为2.5秒。10.如权利要求7?9中任一项所述的污泥焚烧中降低NOx排放的方法，其特征在于，所述燃烧器的加热器件为碳娃棒。
【文档编号】F23G7/00GK106051785SQ201610348963
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】杨敏, 童敏, 贾谊, 封羽涛, 魏恒, 潘强, 罗永浩, 曹阳, 刘百臣
【申请人】宝钢发展有限公司