[发明专利]判别污泥掺烧的适宜掺混比例及适宜污泥含水率的方法

说明书

本发明公开了一种判别污泥掺烧的适宜掺混比例及适宜污泥含水率的方法，包括如下步骤：将含有不同含水率的污泥分别和原煤按照不同的掺混比进行配置，得到不同规格的污泥掺烧分析样品；对污泥掺烧分析样品进行热重分析；采用稳燃判别指数进行稳燃特性分析；采用灰成分沾污综合指数Ru和灰成分结渣综合指数R分析预测沾污和结渣性能；判别污泥‑煤混合物的热重分析结果、稳燃特性分析结果、结渣判别分析结果是否均满足条件，以判定对应规格的污泥‑煤混合物的掺混比例以及污泥含水率是否适宜。本发明可以从燃烧特性、结渣特性两方面来判定适宜的掺烧比例与污泥含水率，以保证锅炉的安全正常运行。

技术领域

本发明涉及垃圾掺烧技术领域，特别涉及一种判别污泥掺烧的适宜掺混比例及适宜污泥含水率的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市污水处理量逐年递增，污泥产量也急剧增加。污泥是一种由有机残片及无机颗粒、细菌体和胶体组成的非均质体，含有金属毒物和大量的病原菌，一些污染物溶解于水会造成水体污染，任意排放或填埋会给生态环境带来严重的污染。2016年《全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》提出大力推进污泥无害化、稳定化和减量化的处置，地级市及以上的城市污泥无害化处理处置率要达到90％。

目前污泥处置的方法主要有土地利用、填埋和焚烧处理。因为污泥中含有金属毒物和大量病原菌，用于土地利用可能会使人、动植物慢性中毒；填埋是成本较低的一种处理方式，但是由于土地价格逐渐提高，填埋的经济成本过高，同时填埋的污泥可能造成土壤及地下水的污染。焚烧法能使有机物碳化，高温条件下杀死病原体，实现污泥的减容化。

相比于污泥单独燃烧，污泥掺烧能够利用已有的燃煤电厂的燃烧设施和污染物净化装置，极大地降低了处置投资成本。同时，污泥单独燃烧时可能需要辅助燃料以提高焚烧的质量，而污泥掺烧利用和煤混合的方式来提高污泥的热值，改善了污泥和煤混烧过程的稳定性。由于污泥掺煤的混合物的矿物质组成、含量以及它们之间的相互影响，不同矿物质可能发生化学反应，改变了混样的灰熔融特性，进而使灰熔点发生变化，进而其灰的沾结和结渣性也会发生改变。燃料的着火点和结渣沾结特性都关系着锅炉的安全正常运行。通过部分电厂实际掺烧试验，结果表明污泥干化后的含水率以及污泥和煤掺烧的比例这两个指标非常关键，与燃料着火点和结渣沾结特性都十分相关。如何低成本、高效率地确定这两个指标的适宜值成为污泥掺烧亟须解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种判别污泥掺烧的适宜掺混比例及适宜污泥含水率的方法，该方法对污泥和煤的混合物的着火点、最大失重温度、灰熔点、灰成分进行分析，进而对混合物燃烧时的稳定性、灰的沾结和结渣性进行分析，并得出适宜的掺烧比例与污泥含水率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种判别污泥掺烧的适宜掺混比例及适宜污泥含水率的方法，包括如下步骤：

(1)制备污泥掺烧分析样品

选择对应燃煤电厂的设计煤种或实际用煤以及具有不同含水率的污泥；将含有不同含水率的污泥分别和原煤按照不同的掺混比进行配置，然后进行粉碎、缩分和研磨，得到不同规格的污泥掺烧分析样品；

(2)热重分析

对污泥掺烧分析样品进行热重分析，获得TG-DTG曲线；对TG-DTG曲线进行分析，得到污泥-煤混合物的着火温度T₀和最大失重温度T_max，确定污泥-煤混合物的着火温度T₀与煤的着火温度T_0-C的相差幅度以及污泥-煤混合物的最大失重温度T_max与煤的最大失重温度T_max-C的相差幅度是否满足小于10％的条件；

(3)稳燃特性分析