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摘要：我国以纺织边角料为主的废布量大、分散，为了寻找经济、高效的处置方法，实现废布资源化，江苏徐矿综合利用发电有限公司利用循环流化床锅炉对省内部分纺织企业的废布进行了掺烧试验。通过废布理化特性分析、掺烧比例优化、掺烧试验，研究了废布掺烧对煤质、炉膛燃烧工况、炉渣及飞灰成分、烟气污染特性等主要因素的影响。结果表明，废布掺烧后，不仅提高了煤质，有利于炉膛燃烧，而且炉渣、飞灰化学成分、水分、烧失量等变化很小，不影响炉渣和飞灰的综合利用。同时，烟气中的颗粒物、氮氧化物和二氧化硫等污染物浓度还略有降低，依托原有烟气处理系统，就可以实现超低排放。

关键词：火电厂；循环流化床锅炉；废布；协同处置

0引言

纺织行业在生产过程中会产生大量的边角料，以废布为主。虽然属于一般工业废弃物，但若进行填埋处理，不仅会占用一定的土地资源，还会浪费其固有的热值。由于废布燃烧特性好[1]，可通过掺烧处理，实现废布资源化，既可减少火电厂燃煤的消耗量，又可妥善处理废弃物，一举多得。为了充分利用2×300MW机组锅炉的协同处置能力，深入探寻废布掺烧的可行性，江苏徐矿综合利用发电有限公司于2022年4月开始对废布掺烧进行了全面试验研究[2]。

1 材料与方法

1.1 材料（废布）来源

试验所用废布全部来源于江苏天马纺织品有限公司、江苏凯迪家纺、江苏心愿家用纺织品有限公司等9家省内企业。

1.2 试验系统

试验系统由DG-1065/17.5-541/541-II19型循环流化床锅炉、废布粗碎系统、输煤系统、烟气处理系统（包括脱硝、除尘和脱硫）等组成。

1.3 试验方案

（1）掺烧试验时间为2022年4月7-16日，共10天；

（2）废布与煤不同，上煤期间燃料运行人员需加强巡视，及时清理长条状软杂物，对皮带运行范围内废布洒落情况、粉尘情况及除尘器运行情况加强监控；

（3）掺烧期间运行人员加强对落煤管的检查，防止纺织边角料提前在落煤管燃烧，如出现落煤管温度升高或烧红，及时停止该给煤机运行，关闭给煤机出口挡板，联系检修人员进行及时处理；

（4）掺烧期间加强对中心给料机的监视，若发现电流异常需及时联系检修人员进行相应处理。

（5）在掺烧期间，运行人员需加强对床温、环保数据的监视，并及时根据运行情况进行相应调整；

（6）每隔4小时进行煤、泥、灰、渣取样；

（7）每隔2小时对汽、气、水、烟的主要参数进行详细记录。

2 结果与讨论

2.1 废布特性分析

2.1.1 废布理化特性分析

江苏徐矿综合利用发电有限公司通过委外对废布理化特性进行了分析，现将分析结果列于表1中。

由表1可以看出，废布发热量较高，达到4300kcal/kg以上，高于本公司所用原煤的热值，而水分和灰分则低于本公司所用原煤，因此废布的燃烧特性优于原煤。

2.1.2 毒理特性分析

为了分析废布的毒理特性，江苏徐矿综合利用发电有限公司委托检测机构对废布中的重金属含量进行了测定，检测结果列于表2 中。

我国目前还没有颁发废布焚烧专项标准，只有《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662-2013），由表2可以看出，废布中的重金属含量远低于该标准中规定的限值，因此废布毒性很小，可以通过流化床锅炉的协同处置实现废布资源化。

2.2 掺烧比例优化

江苏徐矿综合利用发电有限公司于2022年4月2-5日进行不同比例废布掺烧试验[3-4]，试验结果列于表3中。

（1）由表3可以看出，若单从燃烧效率考虑，废布掺烧比例越高越好，

（2）若单从经济方面考虑，废布掺烧比例如果低于5%，废布处置量偏低，经济效益不明显。

（3）若单从运行管理方面考虑，废布掺烧比例如果高于20%，会出现以下问题：

① 经过细碎后的废布与煤粉混合不匀；

② 因纺织边角料比较轻，絮状物较多，对皮带及除尘器运行产生很大影响。

综合考虑，废布掺烧比例为10-20%。

2.3 掺烧对煤质的影响

掺配废布后的煤质会有所变化，现将废布掺烧比例为10%时，掺配前后的煤质列在表4中，以便于比较。

由表4可以看出，废布掺配后的煤质与原锅炉设计煤质相比：

① 水分由原来的9.8%降低到9.12%，比掺配前原煤的水分降低了0.68%；

② 灰分有所降低，固定碳含量及低位发热量有所增加，提高了煤质。

③ 挥发分、氢含量、氧含量都有所增加，有利于炉膛燃烧。

④ 硫含量和氮含量都略有降低，有利于降低烟气中二氧化硫和氮氧化物的浓度。

2.4 掺烧对燃烧稳定性的影响

将废布掺烧试验炉膛及炉膛以外主要部位的运行数据列于表5中。

（1）废布掺烧前后炉膛内各种参数变化

由表5可以看出，废布掺烧前后炉膛内的各种参数变化很小，氧量在2.2-3.2％之间，主汽压力都在15.17-15.82MPa之间，床温在878-910℃，主汽汽温在538-542℃之间，再热汽温在537-542℃之间，炉膛差压在1260-1520 Pa之间，都属于正常范围，因此废布掺烧不会对炉膛内上述参数产生不利影响。

将表5的数据与掺烧前炉膛掺烧进行比较，还可以看出上述参数的平均值均有所提高，说明废布的燃烧性能高于目前所用的原煤。

（2）废布掺烧前后炉膛外主要部位温度数据变化情况

由表5可以看出，废布掺烧前后炉膛外主要部位温度数据变化情况也同样很小，炉膛差压稳定，炉内物料梯度分布合理，而排烟温度、省煤器出口温度、高过后烟温都在正常范围，因此废布掺烧也同样不会对炉膛外主要部位温度数据产生大的影响。

由排烟温度数据也可以看出，试验前曾担心掺烧废布后，因锅炉气烟气量略有增加、排烟温度升高而导致效率降低的问题也没有出现。

（3）与锅炉主要设计参数比较情况

将表5的部分数据与表6进行比较，可以看出掺烧废布后的锅炉主要参数都达到或略微超出了设计值，这也说明废布适合掺烧。

2.5 掺烧对烟气的影响

现将废布掺烧前后烟气参数、常规污染物产生及排放情况列于表7中。

（1）废布掺配后煤中挥发分由原来的23.2%增加到23.5%，更有利于燃烧，CO产生量略有降低；

（2）废布掺配后煤中灰分由原来的38.12%降低到35.71%，灰分有所降低，颗粒物浓度降低，炉渣减少，原有袋式除尘器和管束式除尘除雾器的性能不会受到任何影响，烟气颗粒物排放浓度会略有下降；

（3）废布掺配后硫含量由原来的0.60%降低到0.56%，烟气中二氧化硫的浓度会略有下降，二氧化硫排放浓度也会略有下降；

（4）废布掺配后氮含量由原来的0.93%降低到0.92%，烟气中氮氧化物的浓度基本不变，氮氧化物排放浓度也会维持原有水平。

2.6 掺烧对炉渣、飞灰的影响

（1）对炉渣、飞灰化学成分的影响

现将废布掺烧后炉渣、飞灰化学成分测定结果列在表8中，为了便于比较，我们把废布掺烧前炉渣、飞灰的化学成分也列在表8中。

由表8可以看出：

① 废布掺烧后，炉渣和飞灰中的SiO2、CaO、SO3明显下降，而Al2O3则明显升高；

② 废布掺烧后，炉渣和飞灰中其它氧化物变化不大；

③ 废布掺烧后，炉渣和飞灰中的SO3下降明显，且都低于3%，都没有超过综合利用的限制。

（2）对炉渣、飞灰重金属含量的影响

现将废布掺烧前后炉渣、飞灰重金属的测定结果列在表9中

由表9可以看出：

① 尽管废布掺烧前后炉渣中除Cr、As外，Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Hg等重金属含量都有所增加，但增加不多，不会对炉渣的资源化利用有大的影响；

② 废布掺烧前后飞灰中Zn有所增加，Cu、Cr、Cd、As、Hg、Pb等均有降低，但变化都不大，都不会对飞灰的资源化利用有大的影响。

（3）对炉渣、飞灰水分、烧失量等参数的影响

现将废布掺烧前后炉渣、飞灰水分、烧失量等参数的测定结果列在表10中

由表10可以看出：

① 废布掺烧后炉渣、飞灰的pH稍有增加，水分基本不变，这说明燃烧基本没有受到影响，煤粉燃尽程度变化很小；

② 废布掺烧后炉渣烧失量增加很少，但飞灰的烧失量增加较多，达到了4.19%，但仍然低于5%的国家限制。

（4）对炉渣、飞灰综合利用的影响

将表9、表10中的数据与《用于水泥和混凝土中的炉渣、飞灰标准》（GBl596－1991）和《硅酸盐建筑制品用炉渣、飞灰标准》（JC409－1991）进行比较可以得出看出：

废布掺烧后的炉渣、飞灰可以作为混合材用于水泥生产，也可以按Ⅲ级灰用作混凝土掺合料，或用于炉渣、飞灰砌块，还可用于炉渣、飞灰砖及蒸压炉渣、飞灰加气混凝土等三种制品的生产。

3 结论

（1）废布燃烧特性优于江苏徐矿综合利用发电有限公司目前所用的原煤，掺烧后煤质没有下降；

（2）试验结果表明，废布掺烧对江苏徐矿综合利用发电有限公司2×300 MW机组原煤输送及制粉系统不产生大的影响；

（3）废布掺烧有利于提高锅炉燃烧稳定性；

（4）废布掺烧后污染物产生量略有下降；

（5）废布掺烧不影响炉渣、飞灰的综合利用。

参考文献：

[1] 郭燕.我国废旧纺织品回收及再利用政策与措施研究[J].纺织导报，2013（3）：18-25

[2] 叶羽凡，唐正.一般工业固体废弃物掺烧生活垃圾的可行性研究[J].广东化工，2022（21）：168-170

[3] 张宗振，李德波.污泥掺烧对燃煤机组锅炉效率及环保系统的影响[J].浙江电力，2020，039（007）：93-101

[4] 朱凌君，陈林峰.1000 MW火电机组污泥掺烧比例影响研究[J]，上海电力大学学报，2022，038（002）：133-138

作者简介：郝锋（1973.8-），男，江苏省徐州市人，工程师，学士，1995年毕业于中国矿业大学电气技术专业，现从事技术管理工作。