根据污泥烘干后合煤燃烧发电技术，采用现役燃煤机组高效发电系统和环保控制系统，可降低污泥焚烧处理成本。研究了合煤发电技术的关键技术。为保证燃煤锅炉的稳定运行，建议将污泥烘干率控制在30~35%，混合燃烧率低于5%。选择合适的污泥进入炉内，可抑制二恶英的大量产生，实现污染物排放标准。
1概述
污水处理厂污泥是一种固体废物，主要由初沉池(沉砂池)、隔油池底泥、气浮机浮渣、剩余活性污泥等工艺单元的化学污泥组成。污泥产量随着经济社会的发展而增加。2015年，我国污泥年产量3359万吨(含水率80%)。
我国污泥处理方法主要包括填埋、堆肥、自然干燥、焚烧等，分别占65%、15%、6%和3%。污泥处理方法仍以填埋为主。此外，我国城市污水处理企业处理能力不足，处理方法落后，大量污泥处理不规范，直接造成二次污染。
以焚烧为核心的处理过程可以碳化所有有机物，最大限度地减少污泥体积，将污泥中的能量转化为电能或热能，充分利用污泥。污泥干耦合燃煤发电技术，即污泥干+燃煤锅炉焚烧污泥处理方案，利用现有燃煤机组高效发电系统和环保处理系统，充分利用燃煤机组燃烧、废气净化、发电等设备，大大降低污泥焚烧处理成本。
2工艺流程
该处理方案主要由污泥储运系统、污泥烘干系统、废气和废水系统组成。湿式污泥储存仓库采用地下混凝土或钢材形式。污泥输送泵用于将污泥输送到干燥机进行干燥。干燥后，污泥通过输送设备和燃煤进入磨煤机。完全磨碎后，吹入炉内焚烧。污泥烘干后，产品分为不凝结废气和冷凝废水，废气和废水通过不同的处理系统实现标准。污泥烘干过程中产生的气体通过除尘器分离出污泥烘干过程中产生的蒸汽和固体，分离后的气体进入冷凝器。除尘废气在冷凝器中冷却到50℃左右。不凝结废气通过引风机送至锅炉焚烧，冷凝废水通过换热器冷却进入污水处理装置。
3.讨论相关问题。
3.1干污泥含水率。
污泥含水率是制约污泥处理利用的关键问题。根据国内相关研究，当污泥烘干至含水率30%-35%时，污泥热值约为1800-1500kg/kg。进一步干燥污泥至10%或更低的含水率可以获得更高的热值，但会消耗更多的能量，增加运行成本。根据实际运行情况，当干燥温度保持不变时，当污泥含水率低于30%时，干燥率会减慢，处理周期会延长，处理能力会降低。当污泥烘干至含水率低于30%时，干燥污泥排放的粉尘含量较大，导致干燥污泥输送过程中粉尘严重，对干燥车间和输煤带栈桥影响较大，环境污染严重。因此，建议污泥烘干后含水率为30%-35%。
3.2掺烧比。
2011年3月，住房和城乡发布的《城市污水处理厂污泥处理技术指南(试行)》指出，炉内污泥掺量不得超过燃煤量的8%。一家电厂的混合试验证明，泥煤的混合比为5%，基本不影响锅炉的运行。
污水处理厂日处理量10万吨，每天产生湿污泥200吨，干燥后含水率30%，污泥57吨。2台350mW燃煤机组每天消耗约7000吨煤炭，污泥与原煤的混合比例为0.81%，远低于国家推荐的8%。燃烧后剩余的少量灰渣进入电厂粉煤灰系统，几乎不影响电厂锅炉的正常运行。
3.3对锅炉着火和稳定性有影响。
煤粉的火灾温度约为430℃，污泥的火灾温度约为230℃。随着混合燃烧比例的增加，火灾温度降低。煤粉和干污泥混合物的火灾温度约为430℃，锅炉温度可达1000℃。污泥与煤混合后，对锅炉火灾无影响。污泥混合后，由于热值低、含水率高，混合量过高可能会影响锅炉火焰的温度水平，影响锅炉燃烧的稳定性和燃烧效率。电厂混合污泥后，特别注意对锅炉运行参数的影响，直接关系到电厂发电机组的安全经济运行。污泥烘干至含水率35%（混合燃烧比2.1%）后，混合污泥后各参数变化不大。由于混合污泥后烟气流量略有增加，炉理论燃烧温度略有增加，但增加幅度不大，低于2℃，排烟温度略高于混合燃烧前0.3℃。
3.4对锅炉结渣特性的影响。
煤的灰熔点温度高于纯污泥的灰熔点温度。随着污泥混合燃料比例的提高，混合燃料的灰熔点温度逐渐降低，混合燃料比例过大，污泥含水率过高，锅炉更容易结焦。随着污泥混合燃烧比例的提高，灰的特性温度依次降低。在不同比例的煤混合污泥灰熔化特性试验中，当混合燃烧比控制在2%以下时，熔点变化非常弱，不会影响锅炉的结焦和混合燃烧。
3.5对污染物排放的影响。
污泥含有大量氯基物质。当焚烧温度在550℃~700℃时，大量二恶英会迅速产生(0.1s~0.2s)。二恶英的控制措施主要是保持污泥等废物在850℃以上燃烧，烟气停留时间在2s以上。锅炉内的燃烧温度随高度而变化。污泥作为燃料在20m~40m区域送入炉内。燃烧温度远大于850℃。根据烟气最大流速12m/s的计算，850℃以上的污泥面积远大于2s，基本可以遏制二恶英的大量产生。燃煤机组有完善的烟气净化装置。污泥占煤耗量的10%以内，废气净化可正常高效运行。污泥焚烧产生的颗粒物可通过除尘、脱硫等烟气环保处理设施有效去除。
4结论
(1)充分利用现有燃煤机组的高效发电系统和环保处理系统，降低污泥焚烧处理成本。
(2)为保证燃煤锅炉的稳定运行，建议将污泥烘干率控制在30~35%，混合燃烧率低于5%。选择合适的污泥进入炉内，可以抑制二恶英的大量产生。
