浙江大学污泥干化焚烧的研究及应用
王飞，教授，博士生导师
浙江大学热能工程研究所能源清洁利用国家重点实验室浙江物华天宝能源环保有限公司[1**********], [email protected]
目录
1. 污泥干化焚烧的发展2. 浙江大学研究基础和条件3. 污泥干化焚烧的研究进展4. 应用实例5. 总结
1. 污泥干化焚烧的发展
1.1 污泥无害化处理刻不容缓
污水处理设施的建设存在
“重水轻泥
”的思想，污泥的减量化无害化处理已经成为城市可持续发展过程中非解决不可的重大环保问题
污泥干化焚烧是污泥无害化处置的重要方法
1.3 污泥焚烧处置的优点
焚烧可以使污泥的体积减少到最小化（减量90%），焚烧灰可以综合利用
焚烧处理占地面积小，处理速度快，不需要长期储存
污泥可就地焚烧，不需要长距离运输
可以回收能量，用于污泥自身的干化和发电供热能够使有机物全部碳化，杀死病原体，使污泥彻底无害化
1.4 我国污泥焚烧技术发展面临的问题
污泥焚烧的成本还比较高：需要深度脱水，降低干化焚烧成本
缺乏具有自主知识产权的污泥干化焚烧系统：采用进口干化和焚烧系统投资和运行成本较高
污泥干化焚烧的研究还有待加强：高效节能的污泥干化技术、污泥干化焚烧过程中污染物控制等方面研究较少
缺乏污泥焚烧的技术规范和标准：污泥焚烧烟气污染物排放标准、污泥焚烧飞灰的认定
2. 浙江大学研究基础和条件
2.1 单位概况
浙江大学热能工程研究所
¾¾¾
能源清洁利用国家重点实验室
国家水煤浆工程研究中心燃烧技术研究所
工程热物理国家重点学科点，国家首批“211”和“985”工程重点建设学科，国务院批准的首批博士和硕士学位授予点，国家博士后流动站
¾
学术带头人为岑可法院士、倪明江常务副校长和长江学者严建华教授
浙江物华天宝能源环保有限公司
¾¾
是浙江大学热能工程研究所建立的学科性高科技公司重点推广浙江大学热能工程研究所的科研成果
2.2 污泥焚烧处置技术的沿革
¾我国最早采用焚烧方式处置污泥的对象为洗煤过程中产生的污泥－洗煤泥
¾浙江大学热能工程研究所自20世纪80年代开始对洗煤泥燃烧技术进行研究，通过承担国家六五、七五、八五攻关计划，已经解决了洗煤泥焚烧发电的技术难题
热值1000-3000kcal/kg 含水率超过25%
洗煤泥焚烧技术的成果
¾建成了国际上首座洗煤泥电厂，并通过3个国家和部委级鉴定，评价为“国际领先水平
”
¾
1997年获国家技术发明二
等奖
¾
全国100
％的洗煤泥电厂
均采用浙大开发的技术
出口韩国的污泥焚烧炉
¾浙江大学采用异重流化床技术，在1995年为韩国清州开发了污泥焚烧炉，应用至今
¾但在很长一段时间内，国内的污泥处置还未被提上议事日程
>> 建设地点韩国清州>> 建成时间1995年>> 处理对象污水处理厂污泥>> 处理量65t/d
>> 技术路线直接焚烧>> 辅助燃料废油
2.3 基础研究
国家自然科学基金重点项目
（项目编号59836210 ，1999年）
→垃圾洁净燃烧关键基础研究
国家自然科学基金面上项目
（项目编号59878047，1999年）
→垃圾焚烧过程二噁英（Dioxins)类有机污染物生成及控制机理研究→异重流化床污泥洁净焚烧的机理研究（项目编号59408004，1995年）→危险废物在回转窑内的焚烧机理研究（项目编号50276055，2003年）
→二噁英与不完全燃烧产物的关联机理及其实时检测新方法（项目编号50576082，2006年）
2.4 重大项目
国家环保高技术产业化重大专项
800吨/日大规模清洁焚烧处理城市生活垃圾, 1999年
国家水体污染控制与治理科技重大专项
污泥减量、无害化综合利用技术研究和工程示范, 2009年
教育部科学技术研究重大项目
污泥燃料化焚烧集成系统的关键技术研究, 2006年
建设部研究开发项目
污泥干化和焚烧集成技术的研究, 2007年
浙江省重大高新技术产业化项目
大规模处理城市生活垃圾清洁焚烧技术, 2001年
浙江省科技计划重点项目
基于回转式热解油与污泥多段干燥燃料化集成处理技术研究, 2005年
浙江省重大科技专项
污泥无害化能源化利用的研究及示范, 2006年
污水污泥焚烧利用关键技术研究与装备开发及工程示范, 2007年
2.6 先进的实验设备
10吨/天流化床焚烧试验台
2.7 国际先进水平的二噁英实验室
3. 污泥干化焚烧的研究进展
3.1 间接式污泥热干化技术研究
污泥干化的难点
→内在水分难以脱除→能耗较大
污泥干化技术的分类
→直接干化：热气体所需量大，受污泥污染后需二次处理→间接干化：可利用蒸汽潜热，污泥干化产生的气体可单独处理
对策
→利用已经做功后的余热蒸汽对污泥进行间接干化
空心桨叶式污泥干化技术
利用余热蒸气（0.4-0.6MPa）干化污泥的空心桨叶式污泥干化机
空心浆叶式污泥干化机的优点
可利用已有的蒸汽发生设备，采用已经做一部分功的余热蒸汽（0.4-0.6MPa）进行干化，蒸汽冷凝后可回用，节约能源
可以不需返混而将污泥全干化，在耐磨损和安全性方面具有独特的优势
蒸汽与污泥不接触，不溶性气体量少，可以入炉焚烧，二次污染小
楔形桨叶具有自净能力和输送污泥的作用
污泥经破碎和搅动后，成均匀颗粒状，利于进一步焚烧
返混的影响（返混20%干污泥）
0 min
40 min
75 min
含水率73%
含水率62%
含水率
57%
含水率59%
含水率33%
含水率22%
干化机转向的影响
0 min
40 min
75 min
含水率77%
含水率59%含水率38%
含水率77%含水率59%含水率44%
3.2 污泥流化床焚烧技术研究
4. 应用实例
4.3 浙江海宁100t/d污泥干化工程
100吨/天污泥干化机
干化后的污泥燃料
全国产化设备
现场运行实况
干化后污泥（含水率55%）
干污泥入炉焚烧
灰渣
4.4 浙江温州30t/d污泥直接焚烧工程
>>
建设地点浙江温州
>> 处理量
30t/d
>>
技术路线
新建焚烧炉，直接焚烧含水率
75%
左右的湿污泥，产生蒸汽供热
5. 总结
对于土地稀缺、污泥来源复杂的城市和工业区，采用焚烧法处置污泥是有效的技术选择之一
浙江大学热能工程研究所根据焚烧处置洗煤泥和生活垃圾等废弃物的经验，提出并实践了包含污泥输送、干化、焚烧和污染物控制的集成技术
通过设备国产化和技术方案的优化，污泥处理投资成本可控制在30万元/吨湿污泥以下，运行成本可控制在100-200元/吨湿污泥之间
谢谢各位！
浙江大学污泥干化焚烧的研究及应用
王飞，教授，博士生导师
浙江大学热能工程研究所能源清洁利用国家重点实验室浙江物华天宝能源环保有限公司[1**********], [email protected]
目录
1. 污泥干化焚烧的发展2. 浙江大学研究基础和条件3. 污泥干化焚烧的研究进展4. 应用实例5. 总结
1. 污泥干化焚烧的发展
1.1 污泥无害化处理刻不容缓
污水处理设施的建设存在
“重水轻泥
”的思想，污泥的减量化无害化处理已经成为城市可持续发展过程中非解决不可的重大环保问题
污泥干化焚烧是污泥无害化处置的重要方法
1.3 污泥焚烧处置的优点
焚烧可以使污泥的体积减少到最小化（减量90%），焚烧灰可以综合利用
焚烧处理占地面积小，处理速度快，不需要长期储存
污泥可就地焚烧，不需要长距离运输
可以回收能量，用于污泥自身的干化和发电供热能够使有机物全部碳化，杀死病原体，使污泥彻底无害化
1.4 我国污泥焚烧技术发展面临的问题
污泥焚烧的成本还比较高：需要深度脱水，降低干化焚烧成本
缺乏具有自主知识产权的污泥干化焚烧系统：采用进口干化和焚烧系统投资和运行成本较高
污泥干化焚烧的研究还有待加强：高效节能的污泥干化技术、污泥干化焚烧过程中污染物控制等方面研究较少
缺乏污泥焚烧的技术规范和标准：污泥焚烧烟气污染物排放标准、污泥焚烧飞灰的认定
2. 浙江大学研究基础和条件
2.1 单位概况
浙江大学热能工程研究所
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能源清洁利用国家重点实验室
国家水煤浆工程研究中心燃烧技术研究所
工程热物理国家重点学科点，国家首批“211”和“985”工程重点建设学科，国务院批准的首批博士和硕士学位授予点，国家博士后流动站
¾
学术带头人为岑可法院士、倪明江常务副校长和长江学者严建华教授
浙江物华天宝能源环保有限公司
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是浙江大学热能工程研究所建立的学科性高科技公司重点推广浙江大学热能工程研究所的科研成果
2.2 污泥焚烧处置技术的沿革
¾我国最早采用焚烧方式处置污泥的对象为洗煤过程中产生的污泥－洗煤泥
¾浙江大学热能工程研究所自20世纪80年代开始对洗煤泥燃烧技术进行研究，通过承担国家六五、七五、八五攻关计划，已经解决了洗煤泥焚烧发电的技术难题
热值1000-3000kcal/kg 含水率超过25%
洗煤泥焚烧技术的成果
¾建成了国际上首座洗煤泥电厂，并通过3个国家和部委级鉴定，评价为“国际领先水平
”
¾
1997年获国家技术发明二
等奖
¾
全国100
％的洗煤泥电厂
均采用浙大开发的技术
出口韩国的污泥焚烧炉
¾浙江大学采用异重流化床技术，在1995年为韩国清州开发了污泥焚烧炉，应用至今
¾但在很长一段时间内，国内的污泥处置还未被提上议事日程
>> 建设地点韩国清州>> 建成时间1995年>> 处理对象污水处理厂污泥>> 处理量65t/d
>> 技术路线直接焚烧>> 辅助燃料废油
2.3 基础研究
国家自然科学基金重点项目
（项目编号59836210 ，1999年）
→垃圾洁净燃烧关键基础研究
国家自然科学基金面上项目
（项目编号59878047，1999年）
→垃圾焚烧过程二噁英（Dioxins)类有机污染物生成及控制机理研究→异重流化床污泥洁净焚烧的机理研究（项目编号59408004，1995年）→危险废物在回转窑内的焚烧机理研究（项目编号50276055，2003年）
→二噁英与不完全燃烧产物的关联机理及其实时检测新方法（项目编号50576082，2006年）
2.4 重大项目
国家环保高技术产业化重大专项
800吨/日大规模清洁焚烧处理城市生活垃圾, 1999年
国家水体污染控制与治理科技重大专项
污泥减量、无害化综合利用技术研究和工程示范, 2009年
教育部科学技术研究重大项目
污泥燃料化焚烧集成系统的关键技术研究, 2006年
建设部研究开发项目
污泥干化和焚烧集成技术的研究, 2007年
浙江省重大高新技术产业化项目
大规模处理城市生活垃圾清洁焚烧技术, 2001年
浙江省科技计划重点项目
基于回转式热解油与污泥多段干燥燃料化集成处理技术研究, 2005年
浙江省重大科技专项
污泥无害化能源化利用的研究及示范, 2006年
污水污泥焚烧利用关键技术研究与装备开发及工程示范, 2007年
2.6 先进的实验设备
10吨/天流化床焚烧试验台
2.7 国际先进水平的二噁英实验室
3. 污泥干化焚烧的研究进展
3.1 间接式污泥热干化技术研究
污泥干化的难点
→内在水分难以脱除→能耗较大
污泥干化技术的分类
→直接干化：热气体所需量大，受污泥污染后需二次处理→间接干化：可利用蒸汽潜热，污泥干化产生的气体可单独处理
对策
→利用已经做功后的余热蒸汽对污泥进行间接干化
空心桨叶式污泥干化技术
利用余热蒸气（0.4-0.6MPa）干化污泥的空心桨叶式污泥干化机
空心浆叶式污泥干化机的优点
可利用已有的蒸汽发生设备，采用已经做一部分功的余热蒸汽（0.4-0.6MPa）进行干化，蒸汽冷凝后可回用，节约能源
可以不需返混而将污泥全干化，在耐磨损和安全性方面具有独特的优势
蒸汽与污泥不接触，不溶性气体量少，可以入炉焚烧，二次污染小
楔形桨叶具有自净能力和输送污泥的作用
污泥经破碎和搅动后，成均匀颗粒状，利于进一步焚烧
返混的影响（返混20%干污泥）
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含水率73%
含水率62%
含水率
57%
含水率59%
含水率33%
含水率22%
干化机转向的影响
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含水率77%
含水率59%含水率38%
含水率77%含水率59%含水率44%
3.2 污泥流化床焚烧技术研究
4. 应用实例
4.3 浙江海宁100t/d污泥干化工程
100吨/天污泥干化机
干化后的污泥燃料
全国产化设备
现场运行实况
干化后污泥（含水率55%）
干污泥入炉焚烧
灰渣
4.4 浙江温州30t/d污泥直接焚烧工程
>>
建设地点浙江温州
>> 处理量
30t/d
>>
技术路线
新建焚烧炉，直接焚烧含水率
75%
左右的湿污泥，产生蒸汽供热
5. 总结
对于土地稀缺、污泥来源复杂的城市和工业区，采用焚烧法处置污泥是有效的技术选择之一
浙江大学热能工程研究所根据焚烧处置洗煤泥和生活垃圾等废弃物的经验，提出并实践了包含污泥输送、干化、焚烧和污染物控制的集成技术
通过设备国产化和技术方案的优化，污泥处理投资成本可控制在30万元/吨湿污泥以下，运行成本可控制在100-200元/吨湿污泥之间
谢谢各位！