生活垃圾焚燒方式的技術(shù)比較及選擇-2019年文檔

1、生活垃圾焚燒方式的技術(shù)比較及選擇: aimed at the mainstream way - currently the city lifegarbage disposal, incineration, this paper introduces theadvantages and disadvantages of each combustion incirculating fluidized bed incineration and grate, thenaccording to the different project environment andconditions, the pa

2、per proposed incineration for powergeneration projects, living garbage incinerationinvestors reference.Keywords: garbage incineration power plant;circulating fluidized bed; grate furnace隨著國家現(xiàn)代化建設(shè)和各地城市化進程，城市人口不斷地增長， 相應(yīng)的城市生活垃圾也在急劇增加，每年約有1.5 億噸垃圾產(chǎn)生，目前已堆積70 億噸，而且還在以8%遞增。垃圾的增加和隨意堆積帶來了許多問題：垃圾堆放占用了大量的耕地；露天

3、堆放的垃圾在腐化變質(zhì)的過程中產(chǎn)生大量的廢氣，造成周邊空氣污染； 垃圾在雨水沖刷下污染地表水及水源；有害的微生物大量滋生，危害居民健康。從上個世紀(jì)中期開始，世界各國大力研究垃圾的無害化處理，而垃圾焚燒發(fā)電被認為是一種高效、環(huán)保的處理方式。早在20 世紀(jì) 70 年代開始，法國和德國最早采用焚燒垃圾發(fā)電，以后日本、 美國也迅速發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電。世界上許多著名公司投入了大量精力研發(fā)焚燒技術(shù)和設(shè)備。目前國際上焚燒主要設(shè)備和輔機已定型配套，工藝和技術(shù)十分成熟，世界各國政府均采用免稅、資金補助等優(yōu)惠政策，鼓勵垃圾焚燒發(fā)電的無害化處理。國內(nèi)的垃圾焚燒技術(shù)，以爐排焚燒技術(shù)和流化床焚燒技術(shù)為代表，二者占據(jù)國內(nèi)垃圾

4、焚燒項目90以上的份額。國內(nèi)的爐排焚燒技術(shù)最早從國外引進，而后開始國產(chǎn)化生產(chǎn)，目前已經(jīng)比較成熟； 而流化床焚燒技術(shù)是國內(nèi)自主研發(fā)，完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)且全部設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化的技術(shù)，以中科院和浙江大學(xué)技術(shù)為代表，經(jīng)過近十年的發(fā)展，該技術(shù)目前已比較成熟，且在全國各地建有 50 座以上的垃圾焚燒發(fā)電廠。目前國內(nèi)外垃圾焚燒技術(shù)市場上可見的爐型主要有爐排焚燒爐、鼓泡流化床焚燒爐、循環(huán)流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和熱解氣化爐等多種。回轉(zhuǎn)窯和熱解氣化爐單爐處理量較小，難以滿足大中城市現(xiàn)代化大型垃圾焚燒廠的建設(shè)需要。國內(nèi)外目前應(yīng)用最多的爐型是爐排焚燒爐和循環(huán)流化床焚燒爐，本文主要對這兩種技術(shù)做比較分析及選擇建議。

5、一、爐排焚燒爐爐排焚燒爐的主要特征是被處理的垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆及內(nèi)層傳播，形成一層一層燃燒（層燃）的過程。1、爐排型焚燒爐的優(yōu)勢1）技術(shù)成熟，設(shè)備的整體性較好，配套設(shè)備已定型、工作性能可靠。國內(nèi)外已有較多的應(yīng)用案例。（ 2）垃圾一般不需要預(yù)分揀直接進入爐內(nèi)焚燒，垃圾進料系統(tǒng)比較簡單，操作人員易于掌握操作的基本要素。（ 3）煙氣中固體顆粒含量低，煙氣中飛灰量少，飛灰處理成本較低。（ 4）出渣設(shè)備為爐下水冷出渣，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。（ 5）運行人員少。（ 6）由于鼓風(fēng)機壓頭小，風(fēng)機所需功率小，故動力消耗少，廠用電量少。2、爐排型焚燒爐存在的缺陷由于經(jīng)濟

6、發(fā)展水平、居民生活習(xí)慣和垃圾管理方式的差異，我國一般需要處理的垃圾與發(fā)達國家的垃圾焚燒爐所處理的垃圾有很大不同。在引進了國外發(fā)展的焚燒爐后，供應(yīng)給它們的都是混合收集的原生垃圾，熱值低、含水率和不可燃組分含量高，致使在運行效果上與在原產(chǎn)國的應(yīng)用有很大差別。主要問題包括：（ 1）由于垃圾燃料是堆放在爐排上以層燃方式燃燒，無論是滾動式、往復(fù)式和逆推式爐排爐，都不能保證垃圾內(nèi)層與燃燒空氣的充分接觸和受熱。特別是應(yīng)用到焚燒我國混合收集的高水分、低發(fā)熱量垃圾時，常常導(dǎo)致垃圾燃燒不充分，排出的底渣甚至仍有惡臭，熱灼減率一般偏高，容易造成二次污染；2）混合收集的原生垃圾，不僅水分高、熱值低，而且所有有關(guān)組成和

7、燃燒特性隨時間和地段變化都很大、很頻繁。 針對這樣的入爐垃圾，爐膛設(shè)計實際上無所適從，爐排上垃圾堆層的燃燒進程也總是偏離設(shè)計情況，爐排和它上方爐膛溫度的分布和燃燒條件都更不穩(wěn)定和不均勻。局部低溫將造成爐排以上煙氣空間形成低溫區(qū)，二嗯英未能完全分解、氧化，導(dǎo)致二嗯英的排放值偏高；局部高溫區(qū)將造成 NOx生成量過多，這些在爐排爐應(yīng)用 中也已經(jīng)得到普遍證實；（ 3）在爐排爐技術(shù)原產(chǎn)國，垃圾熱值一般按8000kJ/kg 左右設(shè)計， 而我國生活垃圾熱值低，采用爐排型焚燒爐時一般的作法是需將生活垃圾堆酪 57d,將垃圾中大部分水分瀝出，以提高進爐垃圾熱值。堆酵過程中產(chǎn)生大量垃圾滲瀝液，形成二次污染隱患。

8、再一個必要的補充措施就是向焚燒爐膛大量噴入輔助燃料油，產(chǎn)生了“洋設(shè)備燒土垃圾，燃油消耗量大”的問題，造成運行成本大幅度提高；（ 4）爐排焚燒爐關(guān)鍵是爐排，為了促進垃圾堆層的燃盡，各主要發(fā)展廠商都研發(fā)了有復(fù)雜運動機構(gòu)的特殊爐排，對材料品質(zhì)、加工條件、安裝精度和日常維護都有更高的要求。目前爐排型焚燒爐的相關(guān)技術(shù)專利主要由三菱、西格斯、斯坦米勒、阿爾斯通等國外廠家掌握，引進國外的先進爐排型焚燒爐必須負擔(dān)高額的專利使用費，即使是引進技術(shù)國內(nèi)生產(chǎn)成本也比較高，造成投資和運行成本居高不下，阻礙了這類技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。（5）過量空氣系數(shù)高，一般達到1.82.0 ,因此煙氣量大,尾氣處理設(shè)備較大，且鍋爐熱效率

9、低，一般為75% 80%（ 6） 受氯化氫高溫腐蝕影響，蒸汽溫度低，一般不高于400，因此余熱發(fā)電效率低。二、循環(huán)流化床焚燒爐流化床焚燒是完全不同于爐排爐那樣以層燃方式實現(xiàn)燃燒的一大類新的燃燒技術(shù)，其主要特征是爐膛內(nèi)始終存有大量的粒度適宜的高溫惰性床料，因此爐膛具有很高的熱容量。垃圾和惰性床料在由爐膛底部的布風(fēng)板送入的流化空氣的作用下呈均勻流化狀態(tài)，垃圾送入爐膛后在處于流化狀態(tài)的床料裹挾下，迅速分散、快速升溫，很快地完成燃燒前的準(zhǔn)備階段，在流化料層內(nèi)和料層上方實現(xiàn)持續(xù)的穩(wěn)定燃燒。1、循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的優(yōu)勢針對我國混合收集的生活垃圾發(fā)展的循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)，已經(jīng)達到了商業(yè)化應(yīng)用的階段，并

10、日趨成熟，形成了不同處理能力的系列化產(chǎn)品。給料、排渣、燃燒控制、尾氣處理設(shè)備已有較好配套，入爐垃圾不需要復(fù)雜的前處理，產(chǎn)汽與常規(guī)汽輪發(fā)電設(shè)備參數(shù)配套，具有顯著的環(huán)境和經(jīng)濟效益。（ 1）適于焚燒處理我國低熱值、高水分的垃圾，燃燒后殘渣中的未燃份（即爐渣熱灼減率）V 3%（ 2）可以同時處理多種廢棄物：不僅可以焚燒處置生活垃圾， 同時也可燃燒處置熱值懸殊的工業(yè)廢棄物，特別是可以焚燒 處理污泥；（ 3）為避免不同季節(jié)、不同街區(qū)收集的垃圾品質(zhì)差異對焚燒狀態(tài)和效果的影響，確保焚燒爐在任何時刻都處于良好的工作狀態(tài)， 在焚燒過程中添加適量的輔助燃料是必要的。對循環(huán)流化床焚燒爐而言，可以摻燒燃料煤而不一定用燃

11、料油，并且添加量較少就可以達到良好的效果；（ 4）由于爐內(nèi)沒有復(fù)雜的運動機構(gòu)，設(shè)備故障率低。國內(nèi)開發(fā)的一些新型循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)，包括了垃圾給料和底渣排出設(shè)備的配套研發(fā)，使循環(huán)流化床垃圾焚燒爐對垃圾的分選和預(yù)處理要求大為降低，甚至不需要特別復(fù)雜的預(yù)處理工藝就可以達到穩(wěn)定運行的效果；（5）單爐處理量較大。目前已形成單爐處理能力從100800t/d 的產(chǎn)品系列，能夠適應(yīng)大、中、小型垃圾焚燒廠的建設(shè) 要求；（ 6）環(huán)保性能良好。循環(huán)流化床焚燒爐因?qū)崿F(xiàn)了均勻的燃燒溫度，爐膛的溫度也能長期穩(wěn)定保持在850及以上，該溫度能徹底分解有毒有害物質(zhì)，有效控制NOx SOx等各類污染物的生成；尤其對二嗯英的控制，

12、國外研究發(fā)現(xiàn)，流化床摻燒的煤對 二嗯英的生成具有抑制作用。 實際運行結(jié)果也證明，流化床對二 嗯英的控制比爐排爐更有優(yōu)勢；（7）過量空氣系數(shù)低，為1.31.5,因此煙氣量少，尾氣處理設(shè)備較小，投資較??；且鍋爐熱效率較高，可達80% 83%（ 8）蒸汽溫度可達到450以上，發(fā)電效率較高。2、循環(huán)流化床垃圾焚燒技術(shù)的缺陷（ 1）與機械爐排爐相比，發(fā)展歷史不長，系統(tǒng)配套，特別是與原生垃圾不作分選處理相關(guān)的給料、排渣設(shè)備仍是系統(tǒng)中的較弱項，還需進一步完善；（ 2）與引進（包括技術(shù)引進）的機械爐排爐相比，循環(huán)流化床焚燒爐的設(shè)備研發(fā)、加工制造和安裝調(diào)試，多注重于系統(tǒng)的基本功能和工作可靠性，而對工作環(huán)境、廠區(qū)

13、清潔、設(shè)備和廠房的外觀造型等方面關(guān)注不夠，投入不多。另外對加工工藝等經(jīng)驗積累和完善仍需付出持之以恒的努力；（ 3）由于爐膛高速流化煙氣的夾帶作用，飛灰比例較高，灰量較大。按照我國目前有關(guān)法規(guī)，焚燒爐飛灰應(yīng)一律視作危險廢棄物，需按危險廢棄物作專門處置；（ 4）為保證流態(tài)化焚燒，一、二次風(fēng)機壓頭較大，自耗電較高；（ 5）進料及出渣設(shè)備復(fù)雜，運行維護要求高；三、焚燒方式的選擇建議根據(jù)上述的分析比較可知，兩種焚燒方式各有技術(shù)上的優(yōu)缺點，策劃一個項目的焚燒方式時，建議考慮以下幾種情況：1、如一個項目除了處理生活垃圾外，還有污泥需要處理，建議選擇循環(huán)流化床焚燒方式；一般污泥干化后成粉末狀，而爐 排焚燒爐的爐排片間有間隙，不適合焚燒污泥；2、如當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟條件比較差或者生活