污泥焚烧，什么炉型最合适？

江南

污泥焚烧炉那点事

1. 污泥焚烧炉

据小编也不确定的消息，污泥焚烧起源于美国，1934年，美国密西根Dearborn 安装有记录的第一台污泥焚烧炉。

1

第一代焚烧技术

从污泥焚烧炉的发展来看，第一代污泥焚烧技术是多膛炉焚烧，该技术起源于20世纪30年代，污泥停留时间长达0.5~3小时，空气过量系数1.8-2。空气过量系数越大，氮氧化物浓度越高，会造成烟气处理费用高、难度大。另外多膛炉烟气高温区的停留时间小于2秒，燃烧效率较低，不利于彻底避免二噁英的产生。无论是经济性还是效果上，都已经被淘汰了。

全球第一个污泥焚烧，就是多膛炉焚烧项目，是1935年密歇根的的迪尔本（Dearborn），全球总共建设的多膛炉焚烧炉项目超过了300个。

2

第二代焚烧技术

第二代焚烧炉始于20世纪60年代，属于流化床焚烧炉技术，这种焚烧炉大大减少了污泥停留时间，仅为1~5分钟，空气过量系数1.4~1.5，烟气高温区停留时间>2秒。

第二代焚烧炉技术的出现，极大促进了污泥焚烧行业的发展，这个阶段也是美国和欧洲污泥焚烧项目大量出现的阶段，

世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国华盛顿州的林伍德污水厂(Lynnwood Wastewater treatment plant) ,目前仍在运行中。

（图片来自于网络）

污泥经脱水后，含水率达75%后进入焚烧炉焚烧处置。

3

第三代焚烧技术

第三代焚烧炉技术，是在第二代流化床焚烧炉基础上，增加高温预热器，回收烟气中热量用于预热进入炉内的空气，从而提高燃烧效率。

燃烧效率是污泥焚烧系统的关键，也是降低能耗、减少烟气污染物浓度、降低运行费用的重中之重。

燃烧效率,主要和三个因素相关：1.污泥注入点，2.温度梯度，3.烟气停留时间

污泥注入点越多，污泥在炉内的均匀性越好，因此燃烧效率越高；烟气停留时间越长，燃烧效率同样越高。

温度梯度，就是焚烧炉内空气的最低温到最高温之间的温度差。温度梯度越低，燃烧效率越高。因此高温预热器的应用，极大地提高了进入炉内空气的温度，从而提高燃烧效率。

（苏伊士鼓泡式流化床Thermylis）

同样的污泥，采用流化床焚烧炉，需要添加的辅助燃料会比多膛炉少，且烟气处理量更小。

因此在流化床焚烧炉发展起来后，全球各地有很多原本采用多膛炉焚烧炉的项目，都换成了流化床焚烧炉。

2. 其他焚烧炉

看完上面的部分，有人肯定会说，你这写得不全啊，还有其他炉子你咋不对比呢？小编也总碰到有人问这个的问题，污泥焚烧，到底什么炉型最合适？

其实这个问题早已经不是个问题了，因为行业内已经早就形成共识了。流化床焚烧炉是市政污泥焚烧的最佳炉型，再细分的话，鼓泡式流化床应用最多，循环流化床次之。

欧盟关于污泥焚烧的最佳可用技术的参考文档（Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Waste Incineration，扫描下方二维码可下载原文件)里面，关于几种焚烧炉的介绍如下：

1

回转窑

Rotary kilns are very robust and almost any waste, regardless of type and composition, can be incinerated. Rotary kilns are, in particular, very widely applied for the incineration of hazardous wastes and most hazardous clinical waste is incinerated in high-temperature rotary kiln incinerators

回转窑非常坚固，任何废弃物无论类型和成分，都可以焚烧。回转窑在危废焚烧中应用尤其广泛，大多数医废都是在高温回转窑焚烧炉中焚烧处置的。

2

循环流化床

The circulating fluidised bed is especially appropriate for the incineration of dried sewage sludge with a high calorific value and of pretreated municipal solid waste. It works with fine bed material and at high gas speeds that remove most of the solid material particles from the fluidised bed chamber with the flue-gas

循环流化床适合焚烧热值较高的干污泥，以及预处理后的城市固体废弃物焚烧。

因此循环流化床用于污泥焚烧的项目，通常会将污泥做全干化后再进入炉内焚烧。

3

鼓泡式流化床

Stationary Fluidized (Bubbling) Bed，The stationary or bubbling fluidised bed (BFB) is commonly used for sewage sludge, and other industrial sludges, e.g. petrochemical and chemical industry sludges.

固定式流化床(鼓泡)固定式或鼓泡式流化床(BFB)通常用于市政污水污泥和其他工业污泥的焚烧，如石化和化工污泥。

从欧盟2016年统计的几种炉型在各个废弃物焚烧领域的应用看，市政污泥90%的焚烧炉为鼓泡式流化床，10%为循环流化床；回转窑则占据了危废焚烧领域70%的应用。

3. 苏伊士焚烧炉

苏伊士污泥焚烧技术，核心为鼓泡式流化床焚烧炉Thermylis，又名流化拱床炉，其整体结构如下图：

相比其他焚烧炉，主要有以下四大特点：

1

热风箱

• 接收高温预热空气（最高可达700℃），实现高含水污泥自持燃烧
• 稳定气流，为砂床流化创造理想流态

• 启动燃烧器与热风箱一体化，启动阶段燃料消耗可以减半

  
  

（拱形配气结构）

2

自承式拱形配气结构

• 采用耐火材料建造，无热应力问题，使用寿命长

• 阵列式风嘴配气，均匀无死区，燃烧温度均匀稳定，避免结渣结焦

  
  

（风嘴）

3

水滴型独特炉型

• 适应焚烧过程中流态变化，避免短流

• 850℃悬浮区停留时间增加至6秒以上（国标要求>2秒），燃烧充分

• 悬浮区烟气上升流速沿截面递减，有助于热砂与烟气分离，降低砂损率
  

  
  

4

污泥投加位置

污泥进入焚烧炉的注入口位置，经常别忽略，但是实际上这个细节也是很重要的。苏伊士焚烧炉采用的是砂床中进料的方式，沿着炉体四周多点进料，尽可能保证均匀，提高燃烧效率。

用污泥泵压力式密闭输送，从流化床区底部多点均匀分配送入焚烧炉，能让污泥和砂子增加摩擦时间，污泥被快速磨成小颗粒，提高燃烧效率。

4. 污泥焚烧工艺路线

焚烧炉在污泥焚烧的整个系统里，虽然占地很小，绝对是属于最为核心的单元。正可谓“小小的身材，大大的能量”。

俗话说，能力越强、责任越大。有了可靠的炉子，那么工艺路线也可以因材施教。针对不同含水率的污泥，苏伊士的Thermylis流化拱床炉可提供两种工艺路线：

1

高含水率的污泥（80%含水率）

此路线适合进泥为80%含水率的污泥，先经过干化后含水率降低至60-65%左右，热污泥直接用泵密闭直接送入炉内焚烧处置，无需再设置中间料斗，减少热损耗。烟气通过两级能量回收，一级能量回收用于加热进入焚烧炉的流化风，二级能量回收用于污泥干化机的热源，其实后面还有个三级能量回收，主要是用于烟气再加热(消白）。

此路线的污泥焚烧项目，国内外均有大量案例。在国内，以及投入运行的800吨/天的浦东污泥焚烧项目，在建的800吨/天成都第一污水厂污泥三期项目，都是这种工艺路线。

2

低含水率的污泥（40%-60%含水率）

此路线适合进泥为40%-60%含水率的污泥，污泥破碎后（如需）直接送入炉内焚烧处置。烟气通过两级能量回收，一级能量回收用于加热进入焚烧炉的流化风，二级能量回收后可用于发电等，后端第三级能量回收用于烟气消白。

这个工艺路线的项目，国内也很快就会有大型案例了，让我们敬请期待。

因公众号推送规则变更，点击标题下方蓝字 关注+星标 “奔跑的环保人” 方能不错过更多优质内容。