摘要：城市市政污泥是目前主要的市政垃圾。现在的处理方法主要是填埋或者简单焚烧，这样的处理方法在各个方面都不尽人意。而我厂现在与市政合作，进行市政污泥与燃煤掺烧。现在对于掺烧污泥的燃料特性进行试验以及分析，对污泥的外观、组成、工业分析以及热值等方面进行试验。并且分析燃烧过后的飞灰炉渣可燃物，对电厂掺烧城市污泥的掺配比、燃料分析、燃烧情况等具有指导意义。
城市污泥是污水处理过程中产生的半固态或 固态沉淀物质(不包括栅渣、浮渣和沉砂)，主要包括集中式污水处理设施产生的污泥、河道污泥、 下水道污泥和地沟泥等。传统的污泥处置技术主要分为卫生填埋、土地利用和焚烧等。焚烧方法是目前处置污泥最彻底、快捷和经济的方法，污泥焚烧后的体积急剧减小，病菌、病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机物被彻底分解，重金属的稳定性大大提高；可避免长 距离运输和长时间存储，灰渣可用作建筑材料，变废为宝。为响应国家环保号召，我上海电力公司漕泾电厂计划进行城市污泥掺烧。本文针对污泥燃料特性进行研究，将城市污泥视为可燃燃料，对污泥的外观、组成、工业分析以及热值等方面进行试验。并且分析燃烧过后的飞灰炉渣可燃物，对电厂掺烧城市污泥的掺配比、燃料分析、燃烧情况等具有指导意义。2018年8月27日，我厂对污泥进行掺烧前取样分析。取样地点为漕泾镇海河排海工程厂。根据前期了解，该厂处理污泥量约50-60t/d，一共有4个排样口排出污泥。我们在考虑了污泥生产以及后续处理工艺之后，决定取样方法参考飞灰炉渣取样方法，即取样量为总样量的万分之五，且不少于15Kg。为保证取样的可靠，我们在4个排样口分别取样分别分析，以希望得到更为准确的数据。最后，我们每个排样口都取得至少20Kg污泥样品，总样至少80Kg，带回实验室进行后续处理。将样品带回之后，我们立即对污泥进行了制样处理。因污泥的生产工艺的情况限制，它和普通的煤炭样品有着很大的不同。污泥样品成扁平长方体，厚度约为3-5CM，且块度较大，水分含量很高（初步估计水分超过50%），无法直接进入破碎机等机械破碎。所以我们选择首先进行人工破碎，使用平口铁锹等制样工具将其切割成1CM见方的小块，再进行掺和以及人工缩分，制成样品送入实验室进行分析。首先对污泥进行干燥处理，在105℃烘箱内进行干燥，约6个小时后达到衡重，记录失重计算出全水分。干燥后的污泥呈褐色或黑褐色，有轻微刺鼻气味，质地硬而脆。随后放入制粉机进行磨粉。在磨粉后原本想过筛，但是过筛之后发现明显的分层现象。上层黄褐色，有絮状物质，怀疑是有机质；下层黑色，颗粒硬而细，怀疑是矿物质。为了能够得到真实的热值数据，所以放弃过筛，改为均匀混合。其次进行标准工业分析、热值分析以及硫元素分析。在做发热量时，未使用添加物，试验完成后坩埚内剩余物质呈气泡状黑硬球体。最后结果取4个污泥样品的平均值。污泥的分析具体结果如下：
根据上述污泥分析结果，可以了解到污泥的基本燃料性质。污泥的最大特点“两大两小一平均”即水分大，硫分大，固定碳小，热值小，灰分和挥发分相同。由此可见，污泥中一半以上是水分，水分含量非常高。并且污泥并没有相对固定的可燃组分（固定碳），主要的可燃成分为易挥发成分（易挥发有机物），在干燥情况下，污泥内一半是可燃有机质，一半是不可燃矿物质。在干燥的情况下，污泥热值并不算太低，干基高位热值达到10.70MJ/Kg（即2500大卡以上）。此外，污泥内的硫含量相对较高，干基硫接近3%。在经过8月份进行的污泥初步取样和分析性质之后，我厂决定在10月底进行污泥的掺烧，掺烧时间，2018年10月29日，掺烧量82.25T，煤仓掺烧比例31.01%，锅炉掺烧比例10.86%；10月30日，掺烧量66.86T，煤仓掺烧比例22.06%，锅炉掺烧比例6.78%。掺烧之前，我化验室对污泥再次进行了取样分析。分析结果如下：对比之前的报告数据，我们发现，污泥的水分一直都在60%以上。这和污泥的生产工艺是分不开的，根据污泥处理厂的资料，污泥生产最后使用加力挤压脱水的方式。所以产生的污泥呈块状。而这样的脱水方式会导致内部水分非常高。而污泥的热值则和污泥的挥发分有着密切相关性。挥发分较高的污泥则热值也相对较高，反之挥发分比例较低的则热值较低。此外，不论污泥的批次变化，污泥的硫组分一直较高，基本稳定在干基3%，收到基1%左右。在掺烧的过程中，我化试班还密切监控飞灰炉渣以及石子煤等情况，经过两天的掺烧，煤斗内无石子煤，飞灰炉渣情况正常。
对于污泥掺烧今后的发展，还是具有相当的可行性的。污泥掺烧还有很大的空间可以提高。在参考了国内外文献之后，现在较为成体系的是污泥干燥-掺烧一体化进程。从之前的分析数据可以得到，市政污泥内一半以上是水分，在如此高水分的作用下，污泥的热值、燃料特性以及其他锅炉特性都受到了极大的影响。如果能够在掺烧之前对污泥进行干燥，使其失去全部或者大部分水分，那么对于锅炉的燃烧性能，制粉系统的运行情况以及燃烧后的飞灰炉渣等数据都有一定的改善。这样对于长期掺烧污泥是一种重要的保障。经过了2天的掺烧试验，我们认为还是比较成功的。污泥作为一种低热值，高水分燃料与煤炭共同掺烧的方案是可行的，而且是可以长期进行的。当然，在掺烧试验之后，我们也收到了一些关于污泥掺烧后带来的问题。譬如，在掺烧时锅炉热效率出现下降；飞灰取样口存在阻塞问题等。这里意料中与意料之外的问题将会是我们将来发展需要克服的一个个难题。但是，在综合考虑关于环保、市政、以及作为大企业的担当之后，这些问题就如同螳臂当车，无法阻止我们在这条道路上继续开拓的决心。相信在现在国内发电形势的变化、环境保护的日益重视以及燃料成本持续升高的情况下，发电企业掺烧市政污泥无疑是一条双赢甚至多赢的道路。它必然会成为沿海燃煤电厂发展的又一突破口。（1）张成，朱天宇，殷立室等《100MW燃煤锅炉污泥掺烧试验与数值模拟》 燃烧科学与技术 第21卷 第2期 2015.4
（2）魏林清 《煤粉锅炉污泥掺烧技术的试验研究》 中国资源综合利用 第26卷 第8期 2008.8
（3）高太振 《污泥在大型燃煤电厂中干化掺烧处理的应用》 企业技术开发 第32卷 第4期 2013.2
（4）刘永付，王飞，吴奇等《大型燃煤电站锅炉协同处置污泥的试验研究》 实用节能技术 2013.6.8
（5）秦爽，张卫军等《锅炉掺烧污泥的可行性分析》万方数据
