科创中国

行业领域

节能环保产业

需求背景

随着经济快速发展及城市化进程加快，我国的污泥存量及增量急剧增加，2019年我国污泥产量已超过6000万吨（以含水率80%计），预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨。作为污水处理后的附属产物，污泥因含大量有毒有害物质，如二噁英、铜、铬等重金属以及病原微生物等，给环境带来极大危害，因此亟待处理。 积极响应国家政策号召，适应国内市场需求，自主研发大容量循环流化床污泥焚烧技术，形成污泥焚烧处理技术体系并进行推广应用，缓解因污泥所造成的环境污染问题，同时实现污泥资源化利用，实现与生态环境的和谐发展。 

需解决的主要技术难题

技术开发的主要研究内容包括：1）开展高水分污泥流化床燃烧特性研究，针对燃烧系统稳定性开展实验室流化床试烧试验研究，分析污泥的着火特性、稳燃特性和结焦特性，确定污泥燃烧系统涉及的关键参数选取、关键结构设计，实现污泥的可靠稳定焚烧；2）研究大容量污泥焚烧循环流化床锅炉整体方案设计，通过针对1000t/d等级污泥处理量的性能计算、整体炉型选择、结构布置等研究，开发可处理1000t/d等级污泥的循环流化床锅炉整体布置方案；3）研究污染物控制技术，研究污泥焚烧的二噁英控制技术，对二噁英产生条件分析，结合本项目锅炉整体方案，遵循形成二噁英的“3T”原则控制排放，通过燃烧温度选取、停留时间控制、增强炉内湍流特性等研究，控制二噁英排放，保证机组达标排放；4）研究污泥焚烧高低温腐蚀技术，通过对污泥腐蚀特性进行研究，获得污泥焚烧腐蚀特性规律，形成避免腐蚀爆管技术方案，解决污泥焚烧锅炉的腐蚀爆管等导致锅炉可靠性低问题，提出燃用污泥锅炉防止高低温腐蚀技术措施；5）研究污泥焚烧锅炉污染物控制技术，通过对污泥焚烧的炉内NOx和SO2控制技术研究，获得生物质锅炉炉内NOx生成规律和炉内脱硫特性，并提出污泥锅炉炉内NOx控制措施和炉内高效脱硫措施，攻克污泥焚烧污染物控制难题。

期望实现的主要技术目标

目标：通过开发大容量焚烧污泥的循环流化床焚烧技术，形成以污泥为主要燃料的循环流化床焚烧炉本体及关键技术体系，锅炉运行可靠性、污泥处理量、环保指标达到国际先进水平，并进行工程应用。 项目周期：***。 项目总投入：1000万元。 经济效益指标：销售台，预计销售收入10000万元。 社会效益指标：污泥减排量≥80000t。

需求解析

解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-21

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。未经适当处理的污泥进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。 目前，污泥的处置方法主要是填埋、堆肥农用和焚烧三种。污泥填埋对土地资源浪费较大，且在运输过程及在填埋场里的渗滤液均易对环境造成二次污染；污泥堆肥或制复合微生物肥时，由于不能有效去除污泥中的重金属和有害物质，重金属离子易在土壤和植物体内积累，使土地利用受到限制。干燥后的污泥可产生16.65～20.93MJ/t的热能，是一种低热值的燃料，而且焚烧后的灰渣不会造成二次污染。因此，污泥焚烧是目前污泥无害化、减量化处置最有效的途径。

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