污泥焚烧项目环境监理钙硫比核算应用实践研究

第41卷第12期2016年12月环境科学与管理ENVIＲONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.41No.12Dec．2016

收稿日期：2016－09－13作者简介：付守琪（1979－），男，硕士研究生，高级工程师，主要从事环境监理及提升环境监理实效性研究工作。

文章编号：1674－6139（2016）12－0118－04污泥焚烧项目环境监理钙硫比核算应用实践研究付守琪1，吴胜枫2，张晓勇3（1．浙江环科工程监理有限公司，浙江杭州310007；2．浙江省安吉县环境监察大队，浙江安吉313300；3．江苏省环境应急与事故调查中心，江苏南京210036）

摘要：在污泥焚烧项目环境监理过程中，通过核算钙硫摩尔比考察或佐证二氧化硫的去除能力及效果。根据钙硫比核算需要收集项目相关生产报表，并对污泥焚烧过程中的钙硫摩尔比进行核算。通过对钙硫比的合理性进行分析，进而考察污泥焚烧过程中二氧化硫产生情况及达标排放情况，提升环境监理工作深度。数据来源为企业实际生产报表，分析方法为钙硫元素摩尔量理论反应值、质量平衡、热量平衡。通过实际数据核算分析发现，污泥焚烧项目中的钙硫元素摩尔比明显低于理论设计值，污泥中硫在焚烧过程中转化成SO2的比例约为64.52%。关键词：污泥焚烧；环境监理；钙硫比中图分类号：X705文献标志码：A

ApplicationofCalciumSulfurＲatioCalculationinEnvironmentalSupervisiononSludgeIncinerationProjectFuShouqi1，WuShengfeng2，ZhangXiaoyong3（1．ZhejiangEnvironmentalEnginneirngMonitoringCo．，Ltd．，Hangzhou310007，China；2．ZhejiangJianCountyEnvironmentalInspectionGroup，Anji313300，China；3．ZhejiangEnvironmentEmergencyInvestigationCenter，Nanjing210036，China）

Abstract：IntheprocessofEnvironmentalSupervision（ES）ofsludgeincinerationproject，theremovalabilityandeffectofsulfurdioxidewasinvestigatedbycalculatingtheratioofcalciumandsulfur．AccordingtotheＲatioofCalciumandSulfur（Ca/Sratio）therelevantproductionreportswerecollected，andtheCa/Sratioinsludgeincinerationwascalculated．Throughtheanaly-sisoftherationalityoftheCa/Sratio，thestudyinvestigatessulfurdioxideemissionsandstandardsofthesludgeincinerationprocess，andthentoenhancesthedepthofES．Datawasaccumulatedfromtheactualproductionreportstoanalyzecalciumsul-fur，massbalance，heatbalancewithmolarquantityanalysismethod．Actualdataanalysisshowedthatsludgeincinerationofcal-ciumandsulfurelementsinmolarratiossignificantlylowerthanthedesignvalue，thesludgesulfurconvertedtoSO2intheincin-erationprocessinabout64.52%．Keywords：sludgeincineration；environmentsupervision；ratioofcalciumtosulfur

目前，环境监理已成为社会环境管理体系中的新生力量，主要以项目环评及批复要求为环境监理标尺，但对相关数据的处理及理论分析比较欠缺［1］。污泥焚烧项目中二氧化硫的产生及排放

是此类项目关注的重点之一，二氧化硫主要采用石灰石或熟石灰进行针对性处理，而钙硫比是关乎脱硫效果的关键因素［2］。因而，污泥项目环境

监理过程中以生产报表数据核算钙硫比，并对其进行理论合理性分析，是对环境监理工作的重要拓展和创新。·811·第41卷第12期2016年12月付守琪等·污泥焚烧项目环境监理钙硫比核算应用实践研究Vol.41No.12Dec．2016

1材料与方法

1．1研究厂区概况

在项目环境监理中，污泥焚烧采用循环流化床锅炉，锅炉蒸发量为90t/h，年运行时间为7200h。收集的污泥大部分含水率为53.4%～71.2%；污泥采用桨叶式干燥机进行干燥，污泥含水率干化至40%左右时送循环流化床锅炉进行焚烧，同时采用

燃料煤进行助燃［3］。

项目厂区原有3台55t/h的循环流化床生活垃圾焚烧炉，采用2用1备，每台锅炉的年运行时间为5500h。厂区内的助燃煤耗用量为4台锅炉合用量

记录，故在钙硫比计算过程中，对污泥焚烧和生活垃圾焚烧的助燃煤量进行理论分配。其中，生活垃圾焚烧脱硫方式为炉内喷熟石灰+炉外喷熟石灰，污泥焚烧脱硫为炉内（预留）喷熟石灰+炉外石灰石/石膏法进行脱硫［4］。

1．2数据来源

根据钙硫比分析需要，选择2015年10月—2016年3月的生产报表数据进行收集整理，并定

为环境监理研究分析期；研究分析期4台锅炉总的运行时间为11639小时。其中，燃料煤检测分析情况如表1所示，污泥检测分析情况如表2所示，燃料煤、污泥、生活垃圾、石灰石、熟石灰消耗情况见表3。

表1研究分析期助燃煤煤质分析情况表名称时间低位热值（kJ/kg）含硫率（%）

15年10月11日235170.8115年11月4日226190.9115年12月7日220520.7216年1月8日219331.08研究分析期16年2月24日218441.0316年3月9日204800.5316年3月18日219600.8216年4月25日216010.54数值平均值220010.805

设计设计煤种218370.48校核煤种223400.76

表2研究分析期污泥分析情况表

名称时间低位热值（kJ/kg）收到基全硫率（%）含水率（%）

研究分析期

15年9月18日6501．0271．215年10月26日5201．0070．815年11月12日13600．9760．515年12月18日21901．8853．416年1月26日33801．3959．0数值平均值16201．25262．9840%含水率折算3561*2．029＊＊40%设计污泥4669．12．8140%（注：*按污泥含水率到40%时除去的水需要的热量，加上污泥

原有热值除以（污泥含水率由62.98%变成含水率为40%后的污泥质量）；＊＊按污泥含水率到40%时的含硫率计算。）

表3研究分析期各物资耗用情况表时间石灰石（t）生活垃圾（t）污泥量（t）煤（t）熟石灰（t）15年10月482．661739126983．1217528．9188．215年11月484．161857024653．8313250．8338．115年12月162．861993126976．4611329．16182．3316年1月371．882193825753．9818457．68421．8216年2月99．892381918390．558973．48360．6916年3月550．641766325967．214739．14436．7合计2152．09119492148725．1484279．161927．84

1．3核算方法

全厂区钙硫比核算。钙硫比核算方法为计算研究分析期所有入炉生活垃圾、污泥及助燃煤的元素硫重量，并换算成摩尔质量；计算研究分析期所有生活垃圾焚烧消耗的熟石灰重量，污泥焚烧消耗的石灰石重量，并换算成摩尔质量；然后以熟石灰及石灰石的摩尔质量除以硫元素的摩尔质量，此为全厂的钙硫比核算。·911·第41卷第12期2016年12月付守琪等·污泥焚烧项目环境监理钙硫比核算应用实践研究Vol.41No.12Dec．2016

厂区生活垃圾焚烧炉采用炉内喷熟石灰+炉外喷熟石灰的干法脱硫措施。钙硫比核算方法为计算研究分析期所有入炉生活垃圾及助燃煤的元素硫重量，并换算成摩尔质量；计算研究分析期所有生活垃圾焚烧消耗的熟石灰重量，并换算成摩尔质量；然后以熟石灰的摩尔质量除以硫元素的摩尔质量，此为生活垃圾焚烧炉的钙硫比核算。理论按炉内喷熟石灰钙硫比为2，脱硫效率为60%，炉后钙硫比为1.5计，则生活垃圾焚烧炉烟气脱硫总的钙硫比应为2.6。厂区污泥焚烧炉采用炉内（预留）喷熟石灰+炉外石灰石/石膏法进行脱硫，研究分析期炉内喷熟石灰脱硫设施未运行。钙硫比核算方法为计算研究分析期所有入炉污泥及助燃煤的元素硫重量，并换算成摩尔质量；计算研究分析期所有污泥焚烧消耗的石灰石重量，并换算成摩尔质量；然后以石灰石的摩尔质量除以硫元素的摩尔质量，此为污泥焚烧炉的钙硫比核算。污泥焚烧炉采用石灰石/石膏法进行脱硫，其钙硫比应为1.05。由于生产报表数据不同于实验室研究数据，部分计算数据没有。根据实际钙硫比核算研究分析需要，对部分数据进行了理论折算，并进行合理性分析。

2结果与讨论

2．1全厂钙、硫元素核算

根据研究分析期六个月生产报表，助燃煤中硫元素的总量为678.45t，污泥中硫元素的总量为1862.04t；研究分析期六个月共焚烧生活垃圾

119492t，根据原设计指标含硫率为0.22%，则硫元

素的总量为262.88t。进炉硫元素总量为2803.37t（折合摩尔数为87605．26千mol）。研究分析期合

计消耗钙元素的摩尔数为47572.79千mol。根据上述数据分析，则研究分析期进入焚烧锅炉全部的钙硫元素摩尔比为0.54。钙硫比明显低于设计值，因而初步判断厂区可能存在二氧化硫超标排放现象，或者数据造假排放现象。但也可能存在污泥中硫元素转化成二氧化硫比例较低的情况，实际二氧化硫排放浓度远低于理论排放浓度。

2．2煤耗量核算

研究分析期共焚烧污泥148725．14吨，平均含水率为62.98%；折算成40%含水率污泥量为91763．41吨。设计时污泥（40%含水率）热值为