在電影《流浪地球》中，科學(xué)家建造的行星發(fā)動機(jī)以石頭為燃料推動地球在太空中流浪。在今天的現(xiàn)實(shí)生活中，污泥已經(jīng)成為一種燃料。

近日，中國能建華東院（以下簡稱“華東院”）簽約江蘇省張家港市污泥干化EPC總承包項(xiàng)目，將依托沙洲電廠，通過燃煤耦合污泥發(fā)電技術(shù)，助力該市解決區(qū)域污泥環(huán)保處置問題。

開辟新市場

污泥是指水體和污水處理過程所產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)，處理方式有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等。隨著社會快速發(fā)展，污染程度重、治理基礎(chǔ)差、排污總量大的污泥已成為政府和百姓的“心病”之一。

污泥脫水或干化后可作為低熱值燃料，污泥耦合發(fā)電不但消除了污泥堆放產(chǎn)生的環(huán)境影響，也將污泥中的有機(jī)物全部碳化為能量，使污泥得到徹底充分利用。因此，燃煤耦合污泥發(fā)電成為不少城市污泥綜合利用處置利用的新途徑。

“燃煤耦合污泥發(fā)電可利用現(xiàn)役煤電機(jī)組設(shè)施，規(guī)模化、資源化處理污泥，降低污泥處理費(fèi)用，助力火電企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，是實(shí)現(xiàn)循環(huán)增長和業(yè)態(tài)延伸的有效途徑。”華東院副總經(jīng)理葉勇健說。

“污泥焚燒對環(huán)保企業(yè)不是新技術(shù)，但電力單位要從頭學(xué)起。”華東院機(jī)務(wù)處處長蔣健說，“早在2010年，公司便開始了污泥耦合技術(shù)研究。目前，國內(nèi)污泥處置市場尚處于啟動階段，我們‘嗅’到市場機(jī)遇，對國內(nèi)污泥市場容量、運(yùn)營模式和技術(shù)路線進(jìn)行了深度調(diào)研。”2016年，該公司組織編制了專題分析和拓展推介材料——《燃煤耦合污泥發(fā)電市場分析及實(shí)施》，一經(jīng)推出即受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

精研“黑科技”

近年來，利用自身技術(shù)和建設(shè)資源全周期的服務(wù)優(yōu)勢，華東院翻開了燃煤耦合污泥發(fā)電發(fā)展新篇章。

2017年5月，由該公司承擔(dān)全過程設(shè)計(jì)和環(huán)評工作的上海外高橋第二發(fā)電廠、第三發(fā)電廠污泥耦合摻燒項(xiàng)目啟動，后者還被國家能源局列為國家試點(diǎn)項(xiàng)目。

燃煤耦合污泥發(fā)電，即先利用電廠蒸汽將污泥干化至含水率30%左右，再與燃煤摻混，加入電廠鍋爐燃燒，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電，剩下的灰渣體積僅為原污泥量的5%左右，可用于建材行業(yè)綜合利用。

“把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐并不容易。”華東院物料與固廢處理科科長馮麗敏說，雖然污泥焚燒技術(shù)已日趨成熟，但運(yùn)用到電廠進(jìn)行摻燒的經(jīng)驗(yàn)卻較少，“那是我們第一次承接污泥耦合技改項(xiàng)目，對污泥的特性不甚了解。”

為此，華東院展開多方調(diào)研，聯(lián)合多專業(yè)攻關(guān)，研究確定了最佳摻燒比例，以減少污泥耦合發(fā)電對鍋爐系統(tǒng)及煙氣處理系統(tǒng)的影響，還解決了建筑物防火等級確定、不同含水率污泥以及不同規(guī)模電廠設(shè)備選型等難題。

兩個項(xiàng)目投運(yùn)后情況良好，日處理污泥超過600噸，對含水率30%至60%的污泥均具有較好的適應(yīng)性。以項(xiàng)目為依托，華東院又與上海電力大學(xué)合作，承擔(dān)了上海市科學(xué)技術(shù)委員會《1000兆瓦級燃煤機(jī)組污泥摻燒關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》的課題申報和污泥摻燒試驗(yàn)的相關(guān)研究工作。

之后，華東院再接再厲，與寧波富仕達(dá)電力工程公司合作開發(fā)了污泥真空干化系統(tǒng)——真空節(jié)能型圓盤干化技術(shù)，在北侖電廠4號干化機(jī)實(shí)施運(yùn)用，既大大減少了污泥干化過程產(chǎn)生的臭味，又有效降低了能耗。不久，華東院又設(shè)計(jì)完成了富仕達(dá)電力工程公司污泥干化項(xiàng)目二期增容工程，設(shè)計(jì)含水率60%污泥干化摻燒。

實(shí)現(xiàn)全覆蓋

燃煤耦合污泥發(fā)電不需調(diào)峰調(diào)頻等配套調(diào)節(jié)，電能質(zhì)量與火電沒有差別，不存在技術(shù)因素導(dǎo)致的上網(wǎng)消納問題，具有投資省、見效快、排放低、電能質(zhì)量穩(wěn)的特點(diǎn)，社會效益明顯。

目前，華東院在系統(tǒng)熱平衡分析、能耗計(jì)算、設(shè)備選型、除臭方案、系統(tǒng)配置和市場經(jīng)濟(jì)性分析等多方面形成了獨(dú)特的技術(shù)路線，已基本實(shí)現(xiàn)燃煤耦合污泥發(fā)電技術(shù)路線全覆蓋，并且取得了有效應(yīng)用。2020年，申報的“燃煤污泥耦合發(fā)電系統(tǒng)”獲國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的實(shí)用新型專利，可有效降低污泥干化過程的耗能和耗水，提高煤燃盡性能和鍋爐效率。

“現(xiàn)在，污泥處置新技術(shù)和新工藝不斷涌現(xiàn)，公司將繼續(xù)與國內(nèi)外各大制造企業(yè)、科研院所等機(jī)構(gòu)合作，以污泥耦合處置為契機(jī)，研究、儲備、開發(fā)固體廢棄物處置技術(shù)，構(gòu)建工程科學(xué)技術(shù)平臺，將成熟、可靠、節(jié)能、環(huán)保的新工藝系統(tǒng)推向應(yīng)用市場，還將根據(jù)市場需求，以技術(shù)開發(fā)為先導(dǎo)、資本市場注入為孵化，形成技術(shù)開拓與資本培育的良好循環(huán)。”葉勇健說。