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利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算

发布日期:2020-05-28 信息来源: 点击次数: 字号:A+A- 打印:

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算

完成部门:  能效评估中心

项目负责人:索也兵

主要编制人:索也兵、赵旭东、王思博

完成时间:201712

(一)成果简介

1.研究背景

水泥生产线雾化干燥并焚烧处置污泥技术示范线建设项目是住建部国家水体污染控制与治理科技重大专项课题组成部分,属于国家《产业结构调整指导目录》的鼓励类第三十八项“环境保护与资源节流综合利用”中第15条“三废”综合利用及治理工程和第20条“城镇垃圾及其他固体废弃物成果化、资源化、无害化处理和综合利用工程”。该项目是在一条2500/日水泥熟料生产线上,利用水泥生产线雾化干化及焚烧污泥技术,增建处理污泥示范线。项目建成后需达到的目标是年循环利用城市污泥16.0万吨,年节水12.0万吨。系统电耗小于100KWh/t污泥(含水率80%),综合能耗小于60kg标煤/t污泥(含水率80%);吨处理总成本小于120/吨污泥(含水率80%)。受西安建筑科技大学委托,中国建筑材料工业规划研究院能效评估中心于201712月对利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热量进行了核算。

2.核算依据

1、《GB/T 2587-2009用能设备能量平衡通则》

2、《GB/T 26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》

3、《水泥生产工艺计算手册》

3.核算内容

1)工艺流程

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程主要工艺流程如图1所示。

其中将水泥窑尾增湿塔作为污泥干化设备,水泥窑尾废气作为干化热源,利用特殊喷嘴将污泥在其中雾化为细小颗粒,实现污泥在增湿塔中的瞬间干化。干化后的污泥送入水泥厂窑尾分解炉或回转窑中焚烧。

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算(图1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 示范工程工艺流程图

2)增湿塔热平衡计算范围

增湿塔热平衡范围如图2中虚线框中所示,热平衡系统选增湿塔进出口区域。计算基准:温度基准为0℃,热量基准选kJ/h。环境温度25℃。

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算(图2)

 

 

 

 

 

 

 

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算(图3)

 

 

2 增湿塔热平衡范围图

3)增湿塔热平衡表

1  增湿塔热量平衡表

热收入项目(kJ/h

热支出项目(kJ/h

进增湿塔烟气显热Q1

出塔污泥及降尘带走热量Q1'

烟气中粉尘显热Q2

出塔气体中粉尘带走热量Q2'

漏风带入热量Q3

出塔气体带走热量Q3'

喷入污泥带入热量Q4

增湿塔筒体表面散热Q4'


蒸发水分耗热Q5'

总收入热量

总支出热量

通过计算平衡表中每一项收入和支出热量,根据系统热平衡,总收入热量=总支出热量,得出吨水蒸发耗热量。

成果效果

1成果形式

编制完成了《利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算报告》。

2.实施情况

国家水体污染控制与治理科技重大专项“利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备研发及工程示范项目”已经通过住建部组织的专家验收。

二、污泥杂质微网分离设备的性能优化及产业化核算

完成部门:  能效评估中心

项目负责人:索也兵

主要编制人:索也兵、赵旭东、王思博

完成时间:20181

(一)成果简介

1.研究背景

污泥杂质微网分离设备的性能优化及产业化项目是住建部国家科技重大水专项“城市污水厂污泥处理处置技术装备产业化”课题的组成部分,该项目通过污泥杂质分离技术的研究,结合新型微网组件的研制,开发一种技术先进、可自动化控制、占地面积小的新型污泥杂质分离预处理设备,应用于污泥中0.4mm以上杂质的分离,实现污泥杂质分离设备的工程化、产业化,为污泥厌氧消化的稳定运行提供条件。项目建成后需达到的目标是处理能力不小于30 m3/d;污泥杂质分离率大于95 %,能耗不大于0.5 kWh/吨泥(污泥含水率≥95%)。受上海城市污染控制工程研究中心委托,中国建筑材料工业规划研究院能效评估中心对污泥杂质微网分离设备的性能优化及产业化项目进行了核算。

2.核算依据

1)《电气设备的选择与计算》

2)《CJT 221-2005 城市污水处理厂污泥检验方法》

3.核算内容

1)工艺流程

利用污泥杂质微网分离设备的示范工程主要工艺流程如图1、2所示。

在整条工艺长廊中,设有设备机房区,中水区,设备区以及垃圾区四大区域,白龙港污泥从初沉污泥调节池中通过污泥螺杆泵输送到500 m3/d污泥杂质分离器的恒流箱中,接着从恒流箱以自流的形式、恒定的流量进入反应设备水箱中,反应区中经过微网过滤出泥进入集泥槽,通过溢流管离开反应设备水箱的污泥则进入筛分器,通过连续不断的晃动筛网,粒径过大的杂质依然停留在筛网上,而粒径较小的污泥颗粒则落到筛网下,通过自流的形式也进入集泥槽。然后,经处理的污泥,通过污泥螺杆泵输送回白龙港污泥池中。最后,筛网上的杂质通过筛网不停地晃动会从筛网上掉落到传送带,通过传送带将杂质运送进入垃圾区,辅以其他的处理方式进行杂质处理。如此反复长时间运行,逐步提高污泥池中的污泥浓度,降低白龙港污水厂污泥池中杂质浓度。

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算(图4)

 

 

 

 

 

 

1 工艺流程图

利用水泥窑窑尾废气的污泥雾化干燥焚烧、烟气处理技术与装备示范工程吨水蒸发消耗热核算(图5) 

2 工艺流程走向图

2)核算过程

签订合同后,项目组到上海城市污染控制工程研究中心和白龙港污水处理厂实地调研,收集资料。

收集项目运行中测试的原始数据及资料、白龙港污水厂500t污泥杂质分离设备现场照片、石洞口污水厂3500t污泥杂质分离设施项目现场照片等证明材料。

在收集材料的基础上分别对污泥杂质分离设备日处理污泥量,杂质分离率、吨泥运行能耗等指标进行了核算,给出核算结论。

成果效果

1成果形式

编写完成了《污泥杂质微网分离设备的性能优化及产业化核算报告》。

2.实施情况

国家科技重大水专项“城市污水厂污泥处理处置技术装备产业化”课题已经通过了住建部组织的初步验收。


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