| 合肥市蔡田铺污水处理厂 ——污泥无害化处置项目建议书 安徽晔城生物科技有限公司
2010年9月
目 录
1. 总论
1.1 项目名称及实施单位：
1.2 项目投资单位概况
1.3 拟建地点
1.4 建设内容、规模及投资
1.4.1 建设内容
1.5 建设进度
1.6 投资概算
1.7 主要技术经济指标
2. 项目建设必要性
3. 污泥处理处置概况
3.1 污泥的最终处置主要方法
3.2 污泥处置的趋势
4. 现有的污泥终端无害化处理技术
4.1 污泥焚烧处理
4.2 污泥热干化处理
4.3 其它处理方法
5. 现有污泥处理技术中的主要问题
5.1 主流技术
5.2 现有的热干化技术
5.3 现有的直接焚烧技术
5.3.1 二噁英问题
5.3.2 重金属问题
5.3.3 恶臭问题
6. 蔡田铺污水处理厂污泥焚烧方案设计
6.1 基础数据
6.2 方案说明
6.2.1 项目特征
6.2.2 现有的技术路线评价
6.2.2.1 直接掺烧
6.2.2.2 一体化焚烧系统
6.2.3 流程设计说明
6.2.4 技术特征
6.2.4.1 独特的造粒技术
6.2.4.2 高效安全的热干化工艺
6.2.4.3 廉价的焚烧工艺
6.2.4.4 节省化石能源
6.2.5 过程说明
6.2.5.1 尾气
6.2.5.2 污泥对设备的粘结
6.2.5.3 设备安全
6.2.5.4 二噁英
6.2.5.5 恶臭
7. 设备及造价
主要设备清单及造价估算
8. 投资估算
9. 经济效益分析
9.1 投资估算
9.2 成本分析
9.3 销售收入
9.4 销售税金
9.5 年平均利润
9.6 投资年利润率
9.7 主要技术经济指标
10. 结 论
1. 总论
1.1 项目名称及实施单位
1）项目名称：市政污泥焚烧项目；
2）项目主管单位：合肥市建委；
3）项目业主单位：合肥市蔡田铺污水处理厂
4）项目投资单位：安徽晔城生物科技开发有限公司
1.2 项目投资单位概况
安徽晔城生物科技开发有限公司（以下简称：晔城公司），是以充分利用可再生能源---生物质能（秸秆、树皮等农、林废弃物）为基础，为企业降低能源成本，减少大气及环境污染，实现可循环经济为己任的一家专业公司；晔城公司位于-----安徽省会合肥市经济技术开发区；这里交通便利，地理位置优越；晔城公司创始人，荣获国家3项技术专利的陈宝林先生，一直致力于生物质成型燃料加工、生物质能替代化石能源燃烧及污泥无害化处置与生物质循环再利用方面的开发与研究，三项技术专利号分别是：ZL2005 20074650.7（送料鼓风装置）、2006201654282.2（燃烧生物质锅炉送料、送风喷口装置）、200720039539.3（污泥生物质焚烧系统）。经过多年的工程实践与技术积累，晔城公司形成了鲜明的技术特色，由一系列专有技术和具有自主知识产权的专利技术组成了一个完整的在锅炉上燃烧生物质能的技术体系，并与上海交通大学，南京理工大学，浙江大学，合肥学院等多所国内知名高校建立了横向合作关系。
晔城在生物质成型燃料加工上，已经建成七个加工基地，年加工能力达70000吨以上，2010年内计划再新建五个加工基地，年加工能力将超过100000吨；在锅炉燃用生物质能的技术改造工程中，在合肥地区、蚌埠市、全椒、和县、六安市、泾县、桐城，以及江苏、广西、湖北、鞍山、黑龙江等地改烧了多台4t/h至35t/h的链条炉排锅炉和循环流化床锅炉；以上的工程改烧都取得了良好的效果，锅炉出力正常，而且具有一定的超负荷工作能力，在同一时空条件下，链条锅炉中燃烧生物质比燃烧煤炭的出力可提高10%以上；且在今年五月已成功的收购了宿州煤矸石发电厂，现正将其改造成生物质能发电厂；在污泥的无害化处置上，利用“污泥生物质焚烧系统”专利技术，达到了污泥的一次性无害化处置，大大降低了污泥焚烧的运营成本。
在上述业务及工程运行过程中，为合作企业创造了可观的经济效益，实现了同合作企业的双赢，同时也为国家每年节省大量的不可再生资源——煤炭约600000吨/年，减少二氧化硫6000吨/年、二氧化碳1500000吨/年对大气的排放，赢得良好的社会效益，对社会节能减排做出了重大的贡献，造福子孙！
1.3 拟建地点
本项目厂址选在合肥市蔡田铺污水处理厂污泥压滤机房北侧，占用场地面积约666M2（一亩）。
1.4 建设内容、规模及投资 1.4.1 建设内容
新建污泥、生物质混捏、造粒，干化、焚烧锅炉系统（污泥的无害化处置）。 1.4.2 规模
本项目为污泥（生物质）焚烧处置，其最终建设规模为：年污泥处置能力为：10800吨（每天30吨计）。
1.5 建设进度
进度表
工 作 月
项 目 1 2 3 4 5 6 7
可行性研究报告
环评报告
环评、可行性审批
初步设计、审批
施工图设计
设备订货
土建施工
设备、工艺安装
试车
正式投产
1.6 投资概算
建设总投资约351万元（人民币，下同）。
资金来源为：自筹43%，融资57%。
1.7 主要技术经济指标
序号 项目 数量 备注
1 处理污泥规模：（吨/年） 10800
2 消耗生物质（吨/年） 1080
3 耗电量（105度/年） 4.2
4 耗水量（M3/年） 500
5 服务年限（年） 15
6 占用场地（㎡） 240
7 劳动定员（人） 10
8 总投资（万元） 351
9 其中：工程投资（万元） 279.4
10 单位成本（元/吨） 83.54
11 单位经营成本（元/吨） 68.48
主要技术经济指标
2. 项目建设必要性
由于污泥中含有大量的污染物质，如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等。如不进行无害化处理，必将对周边环境，及周边人民的生产生活带来巨大灾难，甚至影响到合肥市的整体形象。随着人民群众环保意识、可持续发展意识的提高，广大人民群众要求治理污泥给周边环境带来的影响的呼声越来越大。因此，对污泥进行无害化处置十分必要。本项目投运后即可彻底解决合肥市蔡田铺污水处理厂的污泥问题，并真正做到污泥的一次性无害化处置。
3. 污泥处理处置概况
3.1 污泥的最终处置主要方法
主要有：海洋投弃、土地利用、污泥农用、填埋、焚烧以及综合利用等。
污泥海洋投弃处置已经明确地被禁止；
污泥填埋并不能最终避免环境污染，只是延缓了环境污染产生的时间，填埋行为面临着越来越严格的环境标准，这使得仅仅反映直接建设投资及运行成本的填埋处置方式的投资及运营费用趋于大幅度增加，许多国家已经开始禁止污泥的土地填埋。
3.2 污泥处置的趋势
从早期的海洋投弃与填埋，走向土地利用(绿地、林地利用)、农用，发展到污泥的热处理（热干化与焚烧），最终会走向资源回收再利用的方向。
污泥处理处置的走向在很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制状况；同时也与国家的大小和农业发展情况有关。随着环境标准的逐次升级，焚烧处理所占的的比例也越来越大。
4. 现有的污泥终端无害化处理技术
4.1 污泥焚烧处理
以焚烧为核心的污泥处理技术是最彻底的污泥专业化处理方法。它可以使污泥中有机物全部碳化、烧死病原体，可以对含有重金属或化学污染物的污泥实现完全的惰性化处理，可最大限度减少污染，且焚烧后产生的焚烧灰可以用做改良土壤、制作建材等。但是,现有的污泥焚烧处理技术的投资和日常的运行费用偏高，且处理系统的工艺技术非常复杂。
4.2 污泥热干化处理
是污泥处理技术中一种先进和科学的处理方法。干化处理能使污泥显著减容。经过干化处理后的污泥体积可以减为原来的五分之一左右，产品稳定，且无臭味、无病原体生物。干化处理后的污泥产品用途很多，可以用做肥料、土壤改良剂、替代能源等。
污泥的单独使用热干化工艺来处理有以下优点：可以减少污泥的体积，从而减少了储存、处置和运输费用；干燥处理后的污泥产品既可以用做肥料和土壤改良剂也可以用做其他工业工艺过程中原料或燃料；干燥后污泥无尘、无味，整个系统运行安全、高效，且与污泥焚烧相比其投资和运行成本较低。
4.3 其它处理方法
以下技术由于各种原因并未广泛应用，主要有熔融技术、碱性稳定化技术、低温热解技术、制取饲料技术、包埋技术、制取建材技术等。
现有污泥处理技术中的主要问题
主流技术
污泥富含有害污染物，同时也含有一些有益成分，比如它本身含有化学能，干燥的污泥在燃烧时可放出大量的热量；某些污泥富含有价值的有机组分或无机组分。
目前有效的污泥无害化处理主流核心技术有两大类：焚烧技术和热干化处理，目标是灭除病原体、消除化学污染物、固化重金属等，同时在处置过程中不能造成新的污染（如二噁英、粉尘等）。在此基础上，可进一步将污泥处理后的产物资源化，如作为原料或燃料等使用。
污泥含水量在75％～93％之间，它本身含有的化学能不足以完成所含水分的蒸发，所以，要将污泥深度干燥必须消耗外加热量，这是污泥无害化必须支付的代价。
5.2 现有的热干化技术
污泥热干化工艺按热介质与污泥接触方式可分为直接加热式和间接加热式两种.若按污泥进料方式大致可分为两类:一种是采用干料返混系统,湿污泥在进料前先与一定比例的干泥混合,产品为球状颗粒;另一种是湿污泥直接进料,产品多为粉末状.
5.2.1污泥显著减容，体积可减少4～5倍； 5.2.2形成颗粒或粉状稳定产品，污泥形状大大改善； 5.2.3产品无臭且无病原体，减轻了污泥相关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受； 5.2.4产品具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、替代能源等。主要工艺有：
5.2.4.1 带返料——直接加热热干化工艺
脱水后的污泥从漏斗进入混合器,按比例充分混合已经被干化的返流污泥(混合污泥的含水率达50%~60%),再经螺旋输送机运送到干燥器中,与从同一端进入的流速达1.2~1.3m/s,温度为700℃左右的热气流接触混合,集中加热,经25min烘干后的污泥被带计量装置的螺旋输送机送到分离器,从分离器中排出的湿热气体被收集进行热力回用,带污泥的恶臭气体被送到生物过滤器处理达标后排放.分离器中排出的干污泥粒度可以控制在1~4mm,经筛选器将满足要求的颗粒污泥送入储藏仓.细小的干污泥被送到混合器中再次与湿污泥混合送入干燥器. (图)带返料,直接加热热干化工艺流程
5.2.4.2 直接进料——间接加热热干化工艺
脱水污泥送至污泥计量存储仓,然后用污泥泵将污泥送至流化床污泥干燥机的进料口.干燥机由三部分组成:最下是风箱,将循环气体分送到装置的不同区域;中间段是将蒸发水的热量与热油送入流化床内;最上部为抽吸罩,使流化的干颗粒脱离循环气体.流化床内干燥温度为850℃,产生的污泥颗粒滞留时间长,产品数量大,即使供料的质量或水份有些波动也能确保干燥均匀.污泥颗粒通过旋转气锁阀送至冷却器,冷却到40℃以下通过输送机送至产品料仓. (图)直接进料,间接加热热干化工艺流程 5.2.5 污泥干化核心技术问题
无论终端无害化处理意向是污泥作为燃料还是原料利用，污泥干化都是重要的第一步，所以污泥干化在整个污泥处置体系中处于核心地位。污泥热干化技术中的几个核心技术问题分述如下：
5.2.5.1 污泥粘结问题
现有的污泥干化设备从进料方式和产品形态上大致可以分为两类：一种是采用干料返混系统，湿污泥在进料前先与一定比例的干泥混合，含水率降至30%～40%，然后才进入干燥器，产品为球状颗粒，是结合干燥与造粒为一体的工艺；另一种是湿污泥直接进料，产品多为粉末状。
干燥不同的污泥，对设备的要求也不尽相同，这是因为污泥在干燥过程中有一特殊的胶粘相阶段(含水率为60%左右)。在这一极窄的过渡段内，污泥极易结块，表面坚硬、难以粉碎，而里面却仍是稀泥，这为污泥的进一步干燥和灭菌带来极大困难。
5.2.5.2尾气处理和臭味控制
污泥终端处理必须是环境安全的，不能产生二次污染。所以污泥干化技术必须重视尾气处理和臭味控制。以热风为干燥剂直接干燥时，由于热风的量很大，使得尾气处理成本非常高，这一缺陷使人们一度将兴趣转到了间接加热系统上，后来发展出来的转鼓式直接加热工艺采用了气体循环回用的设计，尾气的量只有直接加热系统的15％，相应尾气处理的负担大幅度下降。
无论是直接加热或间接加热系统，干燥设备内部都采用适当负压，避免了臭气的外泄，工厂的污泥仓、干燥车间、成品仓等构筑物内的气体都抽走集中处理。
5.2.5.3设备安全问题
在干燥器里，起火或爆炸事故相当频繁，令污泥干燥设备的安全性能倍受置疑。现在，起火或爆炸的基本原因已经明确，与爆炸有关的三个主要因素是氧气浓度、粉尘浓度、以及颗粒的温度。必须控制的安全要素是：氧气含量＜12%；粉尘浓度＜60 g/m3；颗粒温度＜110 ℃。 为了完全保障安全性，需要付出极高的设备成本。特别要指出的是，控制颗粒温度是通过降低干燥剂温度而实现参数控制的，这样产生两个问题：一是加大了干燥剂流量，使得干燥剂的输送功耗以及尾气处理量都大幅度增加，成本急剧上升；二是胶粘相阶段停留时间延长，使得污泥粘结问题难以处理，影响设备的运行可靠性。
另外污泥干化还需考虑其它的安全因素：设计有湿污泥仓的工厂，必须考虑甲烷的产生而尽量减少湿泥的贮存时间，在安德里兹的设计中将湿泥仓中甲烷浓度控制在1%以下；干泥仓的安全同样受到重视，为防止自燃，干泥颗粒的温度必须控制在40 ℃以下。
5.3 现有的直接焚烧技术
直接焚烧工艺流程(图) 污泥的含水量高，直接焚烧时，污泥所含的化学能甚至不足以维持所含水分的蒸发，所以对于高含水率的污泥，必须加入其它燃料，同时对燃烧室进行特殊的绝热设计，才能保证足够高的焚烧温度。
当前湿污泥直接焚烧的主流技术是：与煤混烧，同时必须采用油气助燃，所用的燃烧方式主要有循环流化床混烧、煤粉混烧、造粒后在火床炉内混烧。随着环境标准趋于严苛，焚烧处理的成本也越来越高，实际上，焚烧处理的成本几乎完全受排放标准的制约，几个控制性指标有：
5.3.1 二噁英问题
二噁英是一类剧毒物质，其急性毒性相当于氰化钾的1000倍，大量的动物实验表明很低浓度的二噁英类就对动物表现出致死效应。二噁英类属于高度持久性化合物，对土壤和底泥具有强烈的亲和性，很容易在生物组织中积累。医疗及工业固体废弃物焚烧炉是主要的二噁英类排放源，国外已经发生过多起强制关闭焚烧炉的事件。近年甚至在普通纸张中发现微量的二噁英，一度引起恐慌。
要在常规焚烧炉系统中控制二噁英的排放，以下技术措施是必须的：
a. 每台焚烧炉至少设置1套柴油燃油辅助燃烧系统；
b 使用技术成熟可靠的炉膛和炉排结构，使垃圾在焚烧炉中得以 充分燃烧，以减少二噁英的浓度
c 通过良好的燃烧控制，火焰中心烟气温度不低于1300℃，炉膛出口烟气温度不低于850℃，烟气在炉膛内的停留时间不少于2秒，炉膛出口O2浓度不少于6%，以上技术措施可使原生二噁英绝大部分得以分解；
d. 尽量缩短烟气在处理和排放过程中处于300～500℃区域的时间，控制排烟温度不超过200℃。 5.3.2 重金属问题
焚烧过程会产生大量的灰渣,灰渣里含有的镉、铬、铜、锌等重金属将会对土壤造成污染。重点是收集烟气中的飞灰粒子。
5.3.3 恶臭问题
严格控制整个湿污泥系统以及炉膛内都处于可靠的负压状态，以保证处理现场无恶臭外溢，这需要增加相应的设备投资和精细的运行管理；同时燃烧室内必须维持高温，炉膛出口烟气温度不低于850℃，以保证消除烟气的恶臭。
6. 蔡田铺污水处理厂污泥焚烧方案设计
6.1 方案说明
6.1.1 工艺流程设计说明：以专利技术为基础的流程设计
经过多年的潜心研究和不断试验改进，终于建立了一套完整、系统的污泥处理系统——污泥生物质焚烧系统（已授权，专利号：200720039539.3）。本系统是为避免现有技术所存在的不足之处,提供一种成本低廉、焚烧温度更高、彻底无害化的污泥生物质焚烧系统.
污泥生物质焚烧系统的构成包括造粒机、封闭式连续干燥机、换热器和焚烧锅炉,其结构特点如下:
造粒机分别以污泥仓、生物质粉料仓和作为粘合剂的添加剂为给料仓,造粒机的粒料输出至封闭式连续干燥机中, 焚烧锅炉以来自造粒机的干粒为燃料, 焚烧锅炉产生的饱和蒸汽通过蒸汽输送管进入换热器的管程,干燥机通过循环蒸汽管,设置在循环蒸汽管路中的循环风机,以及换热器的壳程形成热干化蒸汽回路.
污泥生物质焚烧系统很好地解决了污泥或有机废水资源化难题，而且能简化污泥或有机废水处理与处置流程，节约污水处理基建投资，降低运行成本。特别是其具有封闭性运行特点，使现场不再有臭味，这对于传统的处理方式有了很大提高和突破。 6.1.2工艺流程：
6.1.2.1污泥生物质焚烧系统总体结构说明
图中标号:1污泥仓,2污泥泵,3生物质粉料仓,4螺旋给料机,5添加剂仓,6螺旋给料机,7混捏机,8造粒机,9皮带输送机,10干燥机,11封闭式皮带输送机,12循环风机,13循环蒸汽管,14尾气管,15换热器,16蒸汽输送管,17凝结水管,18焚烧锅炉。
本系统的结构特点是其系统构成包括造粒机、封闭式连续干燥机、换热器和锅炉:
造粒机分别以污泥仓、生物质粉料仓和作为粘合剂的添加剂为给料仓,造粒机的粒料输出至封闭式连续干燥机中,锅炉以来自造粒机的干粒为燃料,锅炉产生的饱和蒸汽通过蒸汽输送管进入换热器的管程,干燥机通过循环蒸汽管,设置在循环蒸汽管路中的循环风机,以及换热器的壳程形成热干化蒸汽回路。
以下通过具体实施方式,并结合附图对该系统作进一步说明。具体实施方式:
本实施系统构成包括造粒机8,封闭式连续干燥机10,换热器15和链条炉排焚烧锅炉18.其中,造粒机8分别以污泥仓1,生物质粉料仓3和作为粘合剂的添加剂仓5为给料仓,造粒机8的粒料输出至封闭式连续干燥机10中, 焚烧锅炉18以来自造粒机的干粒为燃料, 焚烧锅炉产生的饱和蒸汽通过蒸汽输送管16进入换热器15管程,干燥机10通过循环蒸汽管13,设置在循环蒸汽管路13中的循环风机12,以及换热器15的壳程形成热干化蒸汽循环回路, 热干化蒸汽循环回路中的循环尾气通过尾气管14送入焚烧锅炉18的一、二次风入口。
具体实施中,为输送物料,分别设置污泥泵2,用于输送稻壳粉的螺旋给料机4,以及用于输送碳酸氢钠的螺旋给料机6,各物料经混捏机7混捏之后进入造粒机8,完成造料之后通过封闭式皮带输送机9送入封闭式连续干燥机10,干化粒料通过封闭式皮带输送机11送入焚烧锅炉18中作为燃料,采用带钢珠吹灰系统的卧式换热器15, 换热器管程中的凝结水通过凝结水管17回送至焚烧锅炉18内。
6.1.2.2混合机结构说明
混合机结构示意图
1. 喷液装置,2. 传动部分,3. 筒盖部分,4. 螺旋部分,5. 筒体部分,6. 出料阀,7. 自转电机,8. 公转电机,9. 传动头,10. 转臂,11. 分配箱
混合机结构如图所示。它由喷液装置、传动、筒盖、螺旋、筒体、出料阀等部件组成。
喷液装置由旋转头和喷液部件组成。喷液部件用法兰固定在分配箱下端盖上，由公转带动运转，旋转接头和喷液部件为活动连接，以便旋转接头固定在管道上。
由自转电机和公转电机的运动，通过蜗杆蜗轮（摆线针轮减速机）、齿轮调整到合理的速度，然后传递给螺旋实现自、公转两种运动。
筒盖支撑着整个传动部分，传动部分用螺栓固定在筒盖上，筒盖上设有若干孔，供进料、观察、清洗、维修备用。
筒体内两只非对称排列的螺旋作自转、并在分配箱的传动下作公转行星盍。在较大范围内翻动物料，使物料快速达到均匀混合。
筒体为锥形结构，作盛物料用。
出料阀安装在筒体底部，用于控制物料流出及放料，该出料阀可分为手动和机动两种形式。液体出料阀请先说明管径尺寸。
6.1.2.3造粒机结构说明
造粒机结构示意图
1.便心切粒机,2.锥型单螺杆和机筒,3.污泥喂料机,4. 齿轮箱,5.出料口,6.造粒模头。
污泥喂料机的锥型单螺杆,螺杆带叶轮,并且其齿轮箱水平向下倾斜固定在机座上,在锥型单螺杆和机筒和污泥喂料机的外部,设有进料密封罩。
锥型单螺杆机筒的锥型单螺杆设有反螺纹结构,机筒底部设排水装置并与负压真空器相连。
偏心切粒机为双刀切粒,污泥颗粒粒径均匀,直径为2-2.5cm,高为2.5cm的圆柱体。
6.1.2.4热干化炉结构说明 热干化炉结构示意图
1.两端密封的炉体,2.湿料进口,3.干料出口,4.烟气进口装置,5.烟气出口装置,6.中心管,7. 传动装置,8.回转支承,9.回转支承,10.保温层,11.推进传热叶片。
热干化炉,包括两端密封的炉体,炉体上设有与其内腔相通的湿料进口和干料出口,炉体中装有中心管,中心管的两端分别支承在两个回转支承上,回转支承连接有相应的传动装置.中心管的一端与热源烟气进口装置相连,另一端与烟气出口装置相通.中心管的管段上安装有推进传热叶片。
传动装置由电机和减速齿轮组成,回转支承为齿轮结构；
推进传热叶片呈螺旋状安装在中心管上；
保温层由钢制外壳和依次覆盖在钢制外壳上的耐热保温层及外保温层组成。
6.1.2.5焚烧锅炉结构说明
焚烧锅炉结构示意图
1是基础、2是料斗、3是前拱、4是炉排、5是绝热燃烧室、6是对流管、7是汽包（锅筒）、8是主蒸汽阀、9是高温空气预热器、10是后供、11是热干化蒸汽循环尾气入口、12中温空气预热器。
污泥生物质焚烧锅炉，结构特征是将第一燃烧室，设计为绝热燃烧，且将空气预热器设定为二级①中温②高温，使炉床的一、二次风温度达到350℃以上，保证了1200℃以上的火床燃烧温度和1300℃以上的炉膛火焰中心温度的安全运行；确保不会生成二噁英（有机物在1300℃的状态下，将彻底分解、不复存在），做到了一次性的无害化处置。
6.1.3技术特征：
6.1.3.1 独特的造粒技术
利用廉价的生物质粉末，充分利用污泥的生物特性和生物质粉末的吸水性，直接混捏造粒，该成型技术工艺路线简洁，圆满解决了污泥粘结问题，所制颗粒具有良好的冷态强度。
6.1.3.2 高效安全的热干化工艺
开发了过热蒸汽干燥技术，惰性干燥剂彻底杜绝了安全隐患，同时以水蒸气为干燥剂，还能减少传质阻力，极大地加快蒸发过程，在提高生产率的同时大幅度降低了热干化成本。多余的干燥尾气直接送入污泥焚烧锅炉炉膛，有效解决了污泥的恶臭问题。
6.1.3.3 廉价的焚烧工艺
热干化后的“生物质—污泥”颗粒直接在污泥焚烧锅炉链条炉排上完成燃烧过程，具有燃烧温度高（1200℃以上的火床燃烧温度和1300℃以上的炉膛火焰中心温度）、飞灰份额小（小于5％，在所有的燃烧方式中具有最小的飞灰份额）等特殊优点，有效的控制了二噁英和重金属的排放，彻底做到了污泥处置无害化，大幅度降低了烟气净化系统投资及运营成本。
6.1.3.4 节省化石能源
利用生物质焚烧污泥，并将炉膛火焰中心温度燃烧到1300℃以上，尾部烟气不需要用柴油、天然气进行二次燃烧处理后排放，节省了大量的不可再生的化石能源。
6.1.4 过程说明
6.1.4.1混捏造粒工艺流程
混捏造粒工艺流程图 6.1.4.1.1 污泥对设备的粘结
污泥干化过程中的胶粘相阶段，会对设备造成严重粘结，这是系统设计时需要考虑的核心问题之一。目前常见的技术手段是采用干污泥回流，这需要设置回流干泥的粉碎和输送系统，对于本项目而言，处理量很小的条件下，配置干污泥回流系统不仅是系统复杂化增加初投资的问题，也严重影响到日常运行管理和系统的可靠性。专利技术的一个重要特征是使用生物质粉末作为干粉使用，得到的直接好处是：系统大幅度简化、增加了干化颗粒的热值，间接好处是可以提高燃烧温度，有利于强化烟气除臭和二噁英分解。
热干化焚烧工艺流程:
热干化焚烧工艺流程图
6.1.4.2.1 尾气
尾气作为锅炉的二次风使用，所含有害组分在炉膛内完成分解和燃烧，是专利技术的一大特色，这样的设计，节省了大量的乏气净化设备的投资，热干化的总投资和运行费用都下降了一半以上，而且不会形成二次污染。
6.1.4.2.2 恶臭
烟气恶臭问题在解决二噁英问题的同时得以解决。厂房环境内的恶臭控制由系统的负压设计加以保证，同时在所有可能的恶臭泄漏口加设吸风口，吸风通过管路系统送至污泥焚烧锅炉送风机入口。
6.1.4.2.3 设备安全
污泥热干化的另外一个特别重要的核心问题是防止干燥剂发生爆炸事故。专利技术使用循环汽作为干燥剂，其成份为：常压过热蒸汽占90％、热空气占10％，循环汽的含氧量小于3％，循环汽的最高温度不大于179℃，颗粒温度不大于105℃，以上条件下，不可能发生干燥剂爆炸事故。这样的配置以换热器的设计来保证：在本项目中，特殊设计了循环风系统的结构和换热器的的结构，并且换热器的换热面积高达1200m2。
6.1.4.2.4 二噁英
热干化系统与污泥焚烧锅炉之间有以下三点间接联系：一是尾气二次风，二是污泥焚烧锅炉蒸汽作为干化热源，三是干化污泥颗粒作为污泥焚烧锅炉的燃料。关键问题是这种设计能否满足二噁英的分解条件。已有的工程案例表明：可以将污泥焚烧锅炉火焰中心温度提高到1300℃以上、炉膛出口烟温提高到900℃，而不影响锅炉的正常运行，此时污泥焚烧锅炉的排烟温度将上升50℃左右，锅炉效率由此下降大约4％，这个代价是可以接受的，其收益是可以保证二噁英的充分分解。
6.2 循环经济：
本项目建设满足“循环经济”发展要求。污泥焚烧后的灰渣，可作为新型墙体材料和水泥生产等建材行业的添加剂使用，或经深加工作为化工行业的添加剂使用，不仅减少了灰渣对环境造成的污染，还增加了灰渣的循环利用价值。
经生物质污泥焚烧系统焚烧后排出的锅炉灰渣可以作为新型墙体材料、陶粒和水泥等建筑材料的原料使用，以及经深加工制成化工行业的工业陶土使用，实现了焚烧污泥灰渣的无害化、资源化、产业化的处理目标。
将生物质污泥焚烧后的锅炉灰渣与珍珠岩，水泥搅拌，压制成新型墙体材料，可以降低建筑成本，提高建筑物的使用面积。
工业陶土优点多、需求量大，因此，开辟新的陶土原料有重要意义。污泥制陶技术在国内外的研究起步不久,目前的应用主要集中在将污泥作为一种陶土烧制中的有机物添加剂,使用量少,只有10%左右,工艺条件和原料配比急需优化。以污泥生物质焚烧系统焚烧后剩下的灰渣为主要原料，掺加适量辅料，经过成型、焙烧工艺可制成工业陶土。
利用生物质污泥焚烧后的焚烧锅炉灰渣为主要原料加工的工业陶土产品其抗压强度，吸水率等物理性能及产品安全性均符合国家标准的要求。
7. 设备及造价
主要设备清单及造价估算
序号 名 称 金 额
（元） 说 明
1 污泥焚烧炉及辅机 260000 定制：蒸发量为2吨/h
2 热干化炉及辅机 180000 定制
3 换热器 90000 定制，换热面积1200m2
4 造粒机 130000 定制
5 混捏机 70000 配套
6 湿污泥仓 120000 设计后制造
7 干粉仓 80000 设计后制造
8 湿污泥给料机 100000 配套
9 干粉给料机 20000 配套
10 输送机 20000 配套
11 循环风机 40000 配套、消音器、变频器
12 干污泥颗粒输送机 20000 配套
13 干污泥颗粒仓 70000 设计后制造
14 尾气二次风喷口 30000 定制
15 测温系统 50000 配套
16 操作台 30000 定制
17 烟尘在线监测仪 200000
合 计 1520000
8. 投资估算
投 资 估 算 表（一）
序号 工 程和费用名称 建 筑
工 程 设 备 安 装
工 程 工器具及
生产家具
购置费 其 它
费 用 合 计
（万元） 技术经济指标
单 位 数 量 指 标
一 工程费用
1 设备制作、安装 152.0 52.0 204.0
2 钢构厂房建筑安装工程 8.0 2.0 10.0 米2 240 500
3 变压器增容 5.0 3.0 8.0
4 循环风道制作、安装 5.0 5.0 8.0
5 蒸汽管路及保温 2.0 2.0 3.0
6 备品备件及工器具购置费 4.7 4.7 2%
工程费用合计 10.0 163.0 63.0 4.7 240.7
二 其它费用
1 建设管理费 3.6 1.5%
2 工程设计费 9.6 4%
3 工程监理费 4.3 1.8%
4 项目前期工作费 2.4 1%
投 资 估 算 表（二）
序号 工程和费用名称 建 筑
工 程 设 备 安 装
工 程 工器具及
生产家具
购置费 其 它
费 用 合 计
（万元） 技术经济指标
单 位 数 量 指 标
5 联合调试运转费 4.8 2%
6 环评费 6.0
可研报告费 8.0
其它费用合计 38.7 38.7
工程费用总计 10.0 163.0 63.0 4.7 38.7 279.4
三 预备费
1 基本预备费 28.0 10%
四 建设期贷款利息 6.6
五 流动资金 12.0
征地费 25.0
项目总投资 10.0 163.0 63.0 4.7 97.3 351.0
9. 经济效益分析
9.1 投资估算
本项工程总投资：351.0万元，其中：
设备投资概算：279.4万元
基本预备费：28.0万元
建设期贷款利息：6.6万元
流动资金：12.0万元
土地征用及拆迁补偿费：25.0万元
9.2. 成本分析
9.2.1. 处理成本计算基础数据：
2t/h链条焚烧炉
锅炉效率：75%
台数：1台
全年运行时间：360天
生物质燃料热值：3500kcal/kg
污泥热值：干燥基热值为9200kJ/kg
含水率：80%
年处理能力：30吨×360天=10800吨
污泥生物质焚烧系统设备投资概算：279.4万元
服务年限：15年
原材料费（不含税价）：生物质粉末 460元/吨
电 0.80元/度
水 3.0元/吨 9.2.2. 能耗
原料污泥的含水率为80％，其干燥基热值为9200kJ/kg，造粒配料（质量比）为，污泥 / 生物质粉 ＝ 1/ 0.1；即处理每吨污泥需要消耗生物质粉100公斤。污泥生物质焚烧系统动力设备功率合计约为：100KW，耗电量6.1×105度/年。耗水约：500M3/年。 9.2.3. 处理成本计算：
1）原材料动力消耗：单价×年消耗量。
2）固定资产折旧费：固定资产原值的6.40%.
3）无形与递延资产摊销费：（其它费用中,生产职工培训费做为递延资产）无形与递延资产原值的8%。
4）大修费：固定资产原值的2.2%。
5）日常检修维护费：固定资产原值的1%。
6）人员工资及附加费：30000元/人/年。
9.2.4. 总成本测算
总 成 本 测 算 表
单位：万元
序号 年份
项目 投产期 达到设计能力生产期
2 3 4 5 6 ……
生产负荷% 100 100 100 100 100 ……
1 电 48.8 48.8 48.8 48.8 48.8 ……
2 生物质粉末 49.68 49.68 49.68 49.68 49.68 ……
3 水 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 ……
4 人员工资及福利 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 ……
5 固定资产折旧6.4% 17.88 17.88 17.88 17.88 17.88 ……
6 大修理费率2.2% 6.15 6.15 6.15 6.15 6.15 ……
7 日常检修维护费1% 2.79 2.79 2.79 2.79 2.79 ……
8 管理费8% 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 ……
9 财务费用 12.6 12.6 12.6 12.6 12.6 ……
其中：银行贷款利息 12.6 12.6 12.6 12.6 12.6 ……
10 总成本 170.1 170.1 170.1 170.1 170.1 ……
其中：1.固定成本 71.42 71.42 71.42 71.42 71.42 ……
2．可变成本 98.68 98.68 98.68 98.68 98.68 ……
经营成本 150.22 150.22 150.22 150.22 150.22 ……
……
11 单位成本 元/吨 157.5 157.5 157.5 157.5 157.5 ……
12 单位经营成本 元/吨 130.09 130.09 130.09 130.09 130.09 ……
9.3. 销售收入
合肥市政府支付的污泥焚烧补贴费，按171.00元/吨（不含税价，需要说明的是：发达城市的补贴费均在200元/吨以上，上海的无害化处置补贴费是：300元/吨）计算，达产年的销售收入为：10800吨/年×171.00元/吨=184.68万元。
9.4. 销售税金
9.4.1. 污泥焚烧补贴费营业税：184.68万元×5% =9.234万元
9.4.2. 城市建设维护税： 9.23万元×7% =0.65万元
9.4.3. 教育费附加： 9.23万元 ×3%=0.28万元
9.4.4. 税金小计： 0.93万元 9.5. 年平均利润
生产经营期内年平均利润为：184.68万元－170.1万元(年平均总成本)－0.93万元=13.65万元。
(1)所得税
所得税按年利润总额的25%所得税率缴纳。
(2)盈余公积
包括盈余公积金及公益金,按可供分配利润的15%计算.
9.6 投资年利润率（所得税前） 3.89%
9.7 主要技术经济指标 主要技术经济指标 序号 项目名称 单位 指标
1 工程总资金 万元 351.00
2 工程总投资 万元 351.00
2.1 设备投资 万元 279.40
2.2 土地征用及拆补偿费 万元 25.00
2.3 基本预备费 万元 28.00
2.4 建设期贷款利息 万元 6.6
2.5 铺底流动资金 万元 12.0
3 资金来源 万元
3.1 国债 万元
3.2 银行贷款 万元 200.00
3.3 自有资金 万元 151.00
4 还款年限 年 11
5 政府补贴费 元/吨 180
6 投资平均年利润率 % 18.09
7 所得税后投资回收期 年 2.92
8 所得税前投资回收期 年 5.53
9 盈亏平衡点 % 75.37
10 单位平均成本 元/吨 157.50
11 单位平均经营成本 元/吨 130.00
12 污泥处理规模 吨/年 10800
13 耗生物质 吨/年 1080
14 耗电 度/年 6.1×105
15 定员 人 10 10. 结 论
本工程项目建设条件优越、社会、效益良好。大量燃用污泥有利于环境保护，而且符合国家资源无害化处置政策。
项目建设可争取到政策优惠，有良好的经济效益。污水厂将污泥运至本污泥生物质焚烧系统，最终实现污泥无害化处置，做到污泥资源化利用，并为肥东县环保建设事业做出巨大贡献。
项目建设对改善合肥市环境质量，创建国家环保模范县、保障人民群众健康，具有重要意义。 |
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