2011年2月11日星期五

从一则专业论坛的质疑帖说开去……

在土木在线的污泥处置论坛里,201010月有这样一则新闻广告发布帖(http://bbs.co188.com/content/viewthread.php?tid=2656771&extra=%3D1&ofid=0&page=1):

污泥先干燥后分级焚烧联合处理技术设备通过无锡市科技成果鉴定
由无锡爱姆迪环保科技有限公司与东南大学能源与环境学院联合研制的污泥干燥焚烧技术装置,于20101020日通过有无锡市科技局组织的科研成果鉴定。现有示范工程项目谢村水务有限公司的日处理污泥30吨的污泥干燥焚烧装置已正常运行一年多,该项目总投资360万元,污泥处理成本约150/吨湿污泥,污泥经发烧后产生的残渣约200kg/d,排放废气经无锡环保监测、南京环保监测,包含二恶英在内的各项指标,均低于国家标准。
本项目最大特点是:
1、污泥先干燥后分级焚烧联合处理技术,当污泥低位发热量大于334kj/kg时,能实现能量自平衡,不需要添加辅助燃料。
2、干燥器、焚烧炉内的热效率对自平衡影响明显。运行时应准确确定二者的热效率,本示范工程干燥机热利用效率约为52%,焚烧炉燃料效率约96%
3、示范工程投资成本和运行成本大大低于同类产品技术,且尾气排放符合国家标准,具有广阔的应用市场。
欢迎有识智人共同开发市场。如有意向,请联系朱先生(13601769490)。

帖子贴出,即遭到一位叫做tratto_tutto网友的质疑:

10#楼无锡爱姆迪环保的干化焚烧技术的质疑
10楼是在忽悠哪些“有识智人”呢?怎么你的数字都那么不靠谱?我计算如下,过程也请网友监督。首先,假设吨湿泥含水率75%(印染污泥脱水后含水率也许低些),则折在每小时的物料平衡如下:
水分= 30t/d / 24 h/d * 1000 kg/t * 75% = 937.5 kg/h
干固体= 30t/d / 24 h/d * 1000 kg/t * 25% = 312.5 kg/h
空心桨叶干燥器蒸发每公斤水最少需要680 千卡有效热量(蒸汽,不含损失),靠焚烧去除水分则更高,这里假设平均690千卡,则
需热量=937.5 kg/h * 690kcal/kg = 646,875 kcal/h
污泥提供热量= 312.5 kg/h * 334 kJ/kg / 4.187 kJ/kcal = 24928 kcal/h
实际污泥给热能满足水分蒸发的比例 = 24928 / 646,875 = 3.9%
从能量供给角度看,实在是与你所谓的“能实现能量自平衡,不需要添加辅助燃料”之说相差十万八千里。再看焚烧灰渣的情况:
污泥无机质占干基污泥的比例= 200 kg/d / 24 h/d / 312.5 = 2.67%
谁见过这种有机质占97%的生物污泥?反正我没听说过。
从上述分析不难得到结论,你所说的什么“示范工程投资成本和运行成本大大低于同类产品技术,且尾气排放符合国家标准,具有广阔的应用市场”云云当然也不会靠谱。我原来疑心是你写错了,少了一个零什么的,但现在看你是真敢忽悠啊。如果你是商务人员也就罢了,如果你是技术人员,就很不该哦!要忽悠也别这么忽悠啊。如果“与东南大学能源与环境学院联合研制的污泥干燥焚烧技术装置”是这种水平,我不是东南大学出来的,都替东南大学感到脸红。

对此,贴出原帖的爱慧机械网友反击说:

我看你也是一个生产干燥器的,你除了对你的叶片干燥机知道点,你还懂点啥?污泥干燥/焚烧的能量计算公式就怎么简单吗?
你只要看了示范工程运行的运行,就会明白你是多么的缺少知识。
示范工程已运行一年多,有机会可去看看。

对此反唇相讥,tratto_tutto网友回复说:

国内已经上了的污泥项目基本上都是“保密”的,操作界面不会让你看,数据不会让你抄,照相都不行,去看也不过是走过场,哄骗外行的,参观者如果自己没有两把刷子,也无法判断到底热平衡是怎么回事。如果你是严肃认真的,不妨把你的为了平衡图和热平衡图贴上来,让大家自己去算。
我对你的数据只不过做了一个简化的校核,就发现驴唇不对马嘴,用不着去算焚烧部分的。如果你把热平衡图贴上来,我一定会把你的原始算法解释给大家看。那时候你就知道我不是卖干燥器的了。

爱慧机械于是把所谓的热平衡计算公式贴了上来:

热量平衡计算
1)带式干燥器内热量平衡关系
Q g,y =Q g,1  +Q g,2  +Q g,3 +Q g,4
式中:Qgy———燃烧每千克污泥热空气带入干燥器内的热量,kJ/kg
Qg1———干燥每千克污泥水分蒸发所需热量,kJ/kg
Qg2———干燥每千克污泥空气得热量,kJ/kg
Qg3———干燥每千克污泥纯污泥得热量,kJ/kg
Qg4———干燥器散热损失,kJ/kg
热空气进口温度150℃,出口温度80℃;Qg1 和脱水污泥含水率、干燥后含
水率有关;散热损失按10%计算。
2)流化床焚烧炉内热量平衡关系
Q f ,w +Q f ,k =Q f ,1  +Q f ,2 +Q f ,3  +Q f ,4
式中:Qfw———焚烧炉内每千克污泥焚烧放热量,kJ/kg
Qfk———焚烧炉内每千克污泥焚烧,预热空气带入热量,kJ/kg
Qf1———焚烧炉内每千克污泥焚烧,飞灰带走热量,kJ/kg
Qf2———焚烧炉内每千克污泥焚烧,烟气带走热量,kJ/kg
Qf3———焚烧炉内每千克污泥焚烧,炉渣带走热量,kJ/kg
Qf4———焚烧炉内每千克污泥焚烧,焚烧炉散热损失,kJ/kg
热损失按20%计算。
经计算当Q<3340 kJ/kg-1 时,可燃烧但需辅助燃料;当Q[33404180]kJ/kg-1
时,可燃烧,但废热利用价值不大;当Q[41805000]kJ/kg-1 时,燃烧供热、
发电均可行;当Q6000kJ/kg-1 时,可稳定燃烧供热或发电。

对此,tratto-tutto的回复是:

对亮慧机械网友在17楼贴出的热平衡数据的简要分析
这些数据已经彻底变了,跟原帖中(在18楼又重复了同样的错误)334kJ差了十倍,就是本人所说的至少差了一个零,而且还首次承认3340kJ也是需要辅助燃料的!后面说在3340~4180kJ/kg之间“可燃烧,但废热利用价值不大”,以及“Q[41805000]kJ/kg-1 时,燃烧供热、发电均可行;当Q6000kJ/kg-1 时,可稳定燃烧供热或发电”均有概念严重混淆的问题。所给出的所谓的热平衡公式没有什么意义,从什么教科书里都是这一套,不是你的数据或证明。
说他有概念混淆不清的问题,是因为给出的表述非常不“专业”。所谓“可燃烧”,估计就是在炉膛里能起火维持自燃烧,3340kJ=800kcal,如果是干基的话,每公斤湿泥的热值(含水80%)也就160kcal,这是无法着火的。在水中泡朽的木头含水85%以上时就是这种热值。所以我判断亮慧机械网友所说的其实是干基而不是湿基,即入炉的污泥至少是800kcal/kg,污泥干基热值如果是2600kcal的话,污泥中的水分必须在70%以下。
显然,4180kJ=1000kcal应该也是干基而非湿基燃料,那么5000~6000kJ(1200-1400kcal/kg)更是如此。所谓“废热利用价值不大”其实是烟气温度根本上不去,是无法用来给带式机来烘干污泥的。
这里的问题是,污泥要多高的干基热值才能保证两个基本的“干化+焚烧”工艺条件:1)产生足够的烟气、可提供足够的热能用于将污泥从湿基160kcal/kg的热值提升到800~1400以上?2)如何保证焚烧以及干化满足环保要求?即焚烧的温度达到850度且维持2秒以上,干化所使用后的废气经过处理不产生二次污染?
我相信,亮慧机械网友自己可能未必清楚,但东南大学的教授们一定知道,就看他们愿不愿意说真话了。

爱慧机械于是贴出了工艺流程图及详细的技术说明:

如何解决污泥的处理出路,已成为我国城市发展过程中亟待解决的重大环境问题。无锡爱姆迪环保科技有限公司和东南大学自20097月开始合作,意在研发出拥有自主知识产权的高效节能的城市污泥焚烧关键技术和装备。首先进行了污泥干燥动力学和燃料特性机理性研究,其次在自制的每小时处理干污泥8kg的流化床焚烧炉上进行了实验室研究,此项研究成果为后续工业化装置放大设计提供了可靠的依据。在大量工艺比较和实验室研究的基础上,提出了污泥双级干燥分级焚烧联合处理技术,并在无锡市惠山区前洲镇谢村水务有限公司内建成了日处理量30t污泥双级干燥分级焚烧联合处理技术的示范工程,研究了关键设备的结构参数和系统操作参数,获得了最佳工艺条件。
    本技术系统流程为:机械脱水后的湿污泥经过第一级造粒机后形成条状湿污泥,条状湿污泥在第一级带式干燥机内进行预脱水。预脱水后的污泥经过第二级造粒机后形成颗粒状污泥。颗粒状污泥进入第二级带式干燥机,与热空气多次接触,发生翻动、流化,实现深度脱水,达到污泥烘干的目的。干燥后的污泥通过螺旋加料器加入鼓泡流化床焚烧炉。焚烧炉炉膛下部布置第二级空预器,上部布置水冷壁,炉膛下方布置风室和布风板。炉膛出口烟气依次经过过热器、第一级空预器、旋风除尘器后,分成两路分别送入第一级带式干燥机和第二级带式干燥机。鼓风机出来的空气经过第一级空预器加热后分成二路:一路热空气进入第二级空预器后作为焚烧炉一次风,一次风经过风室和布风板进入焚烧炉;一路热空气作为二次风从焚烧炉中部切向进入焚烧炉。第二级带式干燥机出来的烟气经过旋风除尘器后,与从第一级带式干燥机出来的烟气混合,混合烟气依次经过引风机、第一级喷淋塔、第二级喷淋塔后,由烟囱排空。
    本技术达到如下技术性能指标:
1)当湿污泥低位发热量大于334 kJ/kg时,系统能够实现能量自平衡,不需要添加辅助燃料;
2)干燥机入口烟气温度165℃左右,出口烟气温度80℃左右,热利用效率大于50%;焚烧炉密相区温度720℃左右,稀相区温度900℃左右,燃烧效率大于95%
3)投资成本12万元/吨湿污泥,运行成本150/吨湿污泥,远低于目前国内外同类产品;
4)能够长期可靠稳定运行,污泥种类适用性强,能量利用效率高,整个系统酸性气体、重金属、恶臭、二噁英等污染物排放浓度低,满足国家排放标准。
    与国内外同类技术相比,本技术具有如下特点:
1)采用流化床焚烧炉,具有燃烧稳定,炉内温度场均匀、热效率高、传热传质高、无机械传动部件、操作可靠、建造费用低等诸多优点,特别适合粉状类劣质燃料燃烧。以煤为辅助燃料,一方面与燃油相比,降低运行成本;另一方面拓宽系统对湿污泥的适用性。
2)为了控制焚烧炉密相区温度,防止干污泥在密相区内爆燃,本技术采取了两个措施:①在密相区内布置受热面,利用受热面高传热特性,将干污泥在密相区内焚烧产生的热量快速高效带走;②实行分级供给空气,焚烧炉密相区为还原区,稀相区为氧化区,控制密相区一次风量,减少干污泥在密相区内燃烧份额。同时焚烧炉密相区内拥有大量的惰性床料,加入到焚烧炉的污泥能瞬间分散均匀,不会产生急冷或急热现象。从而即使一次投入较多量的高挥发分污泥时,也不会引起爆炸的危险,焚烧系统安全可靠。
3)采用低流化风速焚烧炉,炉膛截面流速1.5-3 m/s,在保证必要气体停留时间的条件下,可有效的降低焚烧炉高度,减少设备投资成本。降低截面流速会减轻密相区颗粒对受热面磨损,延长炉膛使用寿命。同时降低截面流速还会减少烟气携带的飞灰量, 减轻旋风分离器的工作负荷和尾部磨损,使更多的颗粒处于密相区。
4)采用带式预干燥+带式流化深度干燥方式,可避免采用湿污泥与干污泥返混工艺,系统可靠度高。采用低温干燥湿污泥方式,干燥过程不易产生臭气和其它不凝结性气体。整个系统无臭气或有毒气体排放。
5)采用第一级空预器和第二级空预器串联形式,空气预热至650℃左右后送至焚烧炉,极大的提高了焚烧炉运行的稳定性,减少了辅助燃料的使用量。第二级空预器设置在炉膛内,降低了高温对炉膛材质的要求。整个系统对污泥适用性强,安全可靠,能长期稳定运行。
6)最大限度利用污泥焚烧后产生的热量,实现热量梯级利用,从而达到降低系统能耗、提高热量利用率的目的。
7)整个系统酸性气体、重金属、恶臭、二噁英等污染物排放浓度低。

不料,tratto_tutto网友对此的评论仍然十分尖锐:

倒置的“干化+焚烧”,继续“环保项目不环保”的怪圈
亮慧机械网友贴上来的不过是个流程图,仍然不是物料平衡图和热平衡图。没有这两个图,无法验证你前面在能耗方面的宣传是否属实。
从流程看,与目前国外所有污泥“干化+焚烧”的布置相反,与浙江环兴在萧山搞的那套“喷雾干燥+转鼓焚烧”或“喷雾干燥+流化床焚烧”类似,属于“焚烧+干化”倒置型。
以焚烧烟气的流向来考虑,国外焚烧的烟气均进行间接换热,将间接换热的热量给干化,而焚烧烟气直接处理后排放。这样做的目的在于要保证焚烧的独立性,烟气处理的完整性,以满足最严格的环保要求。国内的这两家则相反,为了追求便宜(减少设备、降低能耗),将烟气直接用于干化,然后对干化后的烟气进行洗涤、除臭。
后者的做法在环境法规方面是否存在问题尚未查考,但这种做法最直接的问题是焚烧及其烟气处理系统不再是独立的了,牵一发而动全身,焚烧过程受到后端干化的影响,在温度控制、废气达标等方面都增加了难度。本人曾参观过萧山项目,当时烟囱黑烟滚滚,焚烧炉内温度才500多度。
国人的创造性无可厚非,但如果国外无人这么做,并不说明他们就不知道还有这种巧妙的节能、节约投资的方法。我想这其实是一个监管的问题。
这种导致的工艺流程会导致废烟气量大幅度上升。如果说焚烧1公斤干化污泥需要10立方米空气的话,考虑到带式干化所需的空气量,需要进行高规格污染性烟气处理的量恐怕要上升5~10倍。试想,如果我们仍坚持采用同样的环境标准,比如二噁英,稀释5~10倍的结果,就是“现有测试手段测不出来,环境排放总量丝毫没有减少”的结果了。这种情况下侈谈所谓“排放低于国家排放标准”,对周边的老百姓就显得太不厚道了吧?

此后,爱慧机械网友不再回复。

这是多年来我第一次在专业网站上看到比较有理论水平的专业人士对国内的一个所谓运行成本最低、投资最低、最环保的最新研发污泥处理处置技术进行公开质疑。
这个小小质疑事件让我颇有感触。它让我思考的问题有三:
1、  类似各方面特性均极为理想的优秀技术是否是真的?如果是真的,这种在论坛里由什么都说不清的商务人员进行的推广是否值得?如果不是真的,那么这种简单化“造假”的后果岂不是反宣传?为什么环保技术公司的人员会做如此愚蠢的推广?我以为这是环保业界乃至全社会普遍的浮躁心态所决定的。大家都以为自己发现了真理,发现了捷径,而事实上,污泥处理领域国外都已经玩了40年了,怎么会还有如此多的“新大陆”等着你发现?
2、  真正的技术应该经得起推敲,而不应在材料准备上就漏洞百出、不堪一击。无锡爱姆迪环保的材料一贴出来,就显得商业气味十足。先是笔误,把能耗334kJ漏了一个零,后是在概念上玩弄玄虚,拿一些理论值充当实际工程数据。其用意十分明显,就是误导用户,让别人以为它真的能耗特别低。这种缺乏起码诚信的商业模式,难怪引起别人的质疑。
3、  我去过很多本行业的所谓“专业网站”或“专业论坛”,其实都是分享下载现成资料的地方,适合于一些初出茅庐的新手去临时抓取一些资料,回来应付领导交差。高水平的技术人员少之又少,类似本次质疑的有水平的帖子极为罕见,但它也很快就被大量毫无意义的灌水帖子淹没。这恐怕就是“技术论坛缺技术”的主因,论坛这种形式使然。
综上所述,我想tratto_tutto所发现的问题与我一致,那就是本行业内假的东西太多。我不想否认无锡爱姆迪环保确实做了一件实事,但其技术的实质与它所说的很可能有较大的差距。
“打假”能成为一种职业,说明当代社会已经真是病入膏肓了。我不想搞什么“工程打假”,但出于对环境问题的敏感和关注,我觉得有必要严肃认真地探讨这些问题。