凱天環(huán)保垃圾焚燒處置技術

垃圾圍城，中國的城市危機航天凱天環(huán)保技術研發(fā)中心

垃圾焚燒發(fā)電基礎知識技術交流二0一七年三月報告人：賀長江目錄垃圾焚燒發(fā)電凈化垃圾焚燒爐垃圾焚燒發(fā)電工藝流程垃圾焚燒發(fā)展史生活垃圾產量及基本特性垃圾處理處置技術垃圾焚燒發(fā)電市場份額及工程實例1、生活垃圾概況

城市經濟發(fā)展，人民生活水平提高，城市生活垃圾已成為污染環(huán)境、影響人民生活的社會問題。

1990年，全國城市垃圾總量6900萬噸。1995年，全國城市垃圾總量達1億噸。2005年，全國城市垃圾總量達1.6億噸。

2010年城市生活垃圾總量達2億噸。2015年城市生活垃圾總量達3.2億噸。每年以10%速度遞增。目前全國垃圾歷年堆存已達80多億噸。

占土地面積5億平方米（合75萬畝）

垃圾長期堆放，污染環(huán)境、地下水和土壤。第一：生活垃圾產量及基本特性2、生活垃圾產生量與性質生活垃圾性質：元素分析和工業(yè)分析元素分析需包含：C、H、O、S、N、Cl工業(yè)分析一般包含：W、A、QL（低位熱值）

生活垃圾物理化學性質分析依據：《生活垃圾采樣和分析方法》CJ/T313-2009

典型的生活垃圾元素與水分、灰分范圍：

2、生活垃圾產生量與性質垃圾熱值：1.實現(xiàn)垃圾自身持續(xù)穩(wěn)定燃燒的入爐垃圾熱值的要求：深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠運營經驗：≧3600kJ/kg歐洲垃圾焚燒工程公司認為：≧5860kJ/kg，此時實現(xiàn)焚燒熱灼減率≦3%。CO含量達到40mg/Nm3的嚴格標準的下線熱值世行指出的垃圾焚燒工程投資指導意見認為：垃圾平均低位熱值≧7000kJ/kg，且任何季節(jié)≧6000kJ/kg2.熱值確定方法量熱計測定經驗公式估算

2、生活垃圾產生量與性質典型滲瀝液水質

第二、垃圾處理處置技術目前，生活垃圾的基本處理方式有三種，即衛(wèi)生填埋、焚燒（發(fā)電）和堆肥，三種方式各有優(yōu)缺點和適用性，詳見下表：主要優(yōu)點主要缺點適用性衛(wèi)生填埋操作簡單；運營費用低。占地面積大；惡臭污染較重；需要鋪設大面積的防滲膜；需要處理填埋氣和滲濾液；對地下水和土壤有威脅。人少地多的地區(qū)，比如我國中西部城市。部分城市禁止新建填埋場。焚燒發(fā)電占地面積?。粺o害化較徹底；減量化效果顯著（體積減小95%，重量減少75%）；垃圾資源化利用。投資大；產生二惡英；對垃圾熱值要求較高。人多地少的地區(qū)，比如我國東中部城市。堆肥資源化效果顯著。對垃圾中有機質含量要求較高；肥料中重金屬含量不好控制，可能污染農田土壤；肥料銷售半徑和競爭力有限。用的比較少，適用于肥料運輸半徑適中、銷路有保障的地區(qū)。精選ppt第二、垃圾處理處置技術2001~2015垃圾處置技術市場變化情況

第二、垃圾處理處置技術垃圾處置技術市場份額對比

截至2015年，全國設市城市和縣城生活垃圾無害化處理能力達到75.8萬噸/日，比2010年增加30.1萬噸/日，生活垃圾無害化處理率達到90.2%，其中設市城市94.1%，縣城79.0%，超額完成“十二五”規(guī)劃確定的無害化處理率目標。

第二、垃圾處理處置技術垃圾到底該如何處置？

發(fā)改委明確指出：到2020年底，設市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的

50%以上，其中東部地區(qū)達到60%以上。

能否達標排放？能否降耗增效？目前，已有部分城市如南京寧波禁止興建填埋場，到2020年底直轄市、計劃單列市、省會城市實現(xiàn)“零填埋”

第三：垃圾焚燒發(fā)展史1874年：英國，間歇式固定床垃圾焚燒爐1885年：美國，間歇式固定床垃圾焚燒爐1896年：德國，城市生活垃圾焚燒爐1898年：法國，城市生活垃圾焚燒爐1904年：瑞士，城市生活垃圾焚燒爐1931年：丹麥，丹麥（偉倫）建造了世界第一個垃圾焚燒發(fā)電廠……中國：20世紀中期，列為國家八五科技攻關1988年：深圳中國第一個建設城市生活垃圾焚燒爐的城市減量化→資源化→無害化

第四：垃圾焚燒發(fā)電工藝流程第四：垃圾焚燒發(fā)電工藝流程

第五：垃圾焚燒爐

目前國際上專門用于處理生活垃圾的焚燒爐設備大致可歸納為:1機械爐排焚燒爐

2流化床焚燒爐3回轉式焚燒爐

4氣化熔融焚燒爐

5脈沖拋式爐排焚燒爐

6CAO焚燒爐

第五：垃圾焚燒爐

垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排（分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)），由于爐排之間的交錯運動，將垃圾向下方推動，使垃圾依次通過爐排上的各個區(qū)域（垃圾由一個區(qū)進入到另一區(qū)時，起到一個大翻身的作用），直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合；高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽，同時煙氣也得到冷卻，最后煙氣經煙氣處理裝置處理后排出。1、爐排爐機械爐排爐燃燒概念圖垃圾焚燒過程：垃圾焚燒過程燃燒用空氣：垃圾焚燒過程停留時間：干燥段入爐垃圾焚燒段燃燼段爐渣15%75%10%30min30min60min水蒸氣火焰剩余氧氣第五：垃圾焚燒爐

1、爐排爐第五：垃圾焚燒爐

1、爐排爐幾種形式第五：垃圾焚燒爐

1.1、逆動式往復爐排第五：垃圾焚燒爐

1.1、逆動式往復爐排技術來源：德國馬丁爐排，(授權使用日本三菱,COVANTA；國內三峰卡萬塔。)應用案例：深圳清水河、廣州李坑一期、杭州濱江、澳門(300t/d)特點：活動爐排與固定爐排片以行為單位交錯布置，按一定的斜度依次排列，這樣，當爐排片上的垃圾在重力作用下向下移動的同時，垃圾料層下部受與重力方向相反的傾斜推力，使得一部分垃圾沿爐排表面相反方向移動，產生了向上運動，由此完成垃圾層的充分攪拌。垃圾的干燥、燃燒及后燃燒均在此爐床進行，一次空氣由爐床底部經由爐條的空氣槽從爐條兩側吹出。可動爐條由連桿及橫梁組成，由液壓傳動裝置驅動，其移動速度可調整，以配合各種燃燒條件，其攪拌垃圾可動爐條逆向移動，使得垃圾因重力而滑落，使垃圾層達到良好的攬拌，最后灰燼經由灰渣滾輪移送至排灰槽。德國馬丁爐排技術是目前世界上應用最多的垃圾焚燒爐技術，在歐洲和日本等垃圾熱值較高的地區(qū)應用較為廣泛。第五：垃圾焚燒爐

1.1、逆動式往復爐排第五：垃圾焚燒爐

1.2、臺階式多級爐排

第五：垃圾焚燒爐

1.2、臺階式多級爐排

技術來源：新加坡吉寶西格斯(原比利時西格斯Seghers)應用案例：深圳南山(400t/d)、深圳鹽田(400t/d)、深圳寶安(400t/d)、江蘇常熟(350t/d)、江蘇蘇州(350t/d、500t/d)、江蘇江陰(400t/d)、天津貫莊(500t/d)特點：比利時西格斯爐排為臺階式多級爐排，由固定式爐條、滑動式爐條和翻動式爐條的相互結合而成，并且可以各自單獨控制。西格斯爐排由相同標準的元件組成，每一元件包括由剛性梁組成的下層機構，每片爐條的鑄鋼支撐和鋼質爐條。每件標準爐排元件有六行爐條，分三種不同爐條按兩套布置：固定式、水平滑動式和翻動式。下層機構的低層框架直接支撐固定爐條。全部爐條頂層表面形成一個帶21度斜角的爐排傾斜面，全部元件皆按這個方式布置?；瑒訝t條推動垃圾層向爐排末端運動，而翻動爐條使垃圾變得膨松并充滿空氣。在爐條下面的燃燒風經過幾個冷卻鰭片和位于每片爐條前端的開口槽后離開爐條，并吹過下一爐排片的頂部。每一片爐條有燃燒風出口開口。從而保證整個爐排表面的空氣分布均勻。第五：垃圾焚燒爐

1.2、臺階式多級爐排

第五：垃圾焚燒爐

1.3、往復搖動式爐排

第五：垃圾焚燒爐

1.3、SN往復搖動式爐排技術來源：日本田熊公司(Takuma,Japan)應用案例：天津雙港（3×400）、北京高安屯（2×800）、江蘇張家港（2×300）、江蘇江陰（2×400）、江蘇常州（2×400）特點：階段往復搖動式爐排干燥、燃燒及后燃燒三段爐排均為傾斜床排，固定爐條及可動爐條以縱向交錯排列。高壓高速的一次空氣由爐底的空氣導管送人爐條底部，再由盒狀爐條兩側的空氣噴嘴吹出。可動爐條由爐條支架及連桿曲柄機構組成，由液壓傳動裝置驅動，各爐排的可動爐條水平前后移動，使得垃圾因重力滑落，及切斷垃圾，經過階段落差使得垃圾產生混合攪拌。垃圾移動所需的力與垃圾自重及爐條的摩擦系數(shù)成正比，爐條的傾斜角愈大時，垃圾所需的移動力愈小，同時垃圾作用于爐條的反作用力也愈小。田熊爐排設置兩個階梯，采用足夠的爐排面積，使垃圾在爐內翻滾并燃燒；采用四個驅動單位：一個在干燥階段，二個在燃燒階段，再一個在燃燼階段。因此，通過調整各獨立驅動單位的速度，能控制垃圾和灰層的厚度第五：垃圾焚燒爐

1.3、往復搖動式爐排第五：垃圾焚燒爐

1.4、反復搖動式爐排第五：垃圾焚燒爐

1.4、反復搖動式爐排技術來源：日本日立造船公司(HitachiZosen)授權上?？岛銘冒咐号_中市-中國臺灣，上海-浦發(fā)環(huán)境浦東項目特點：階段反覆搖動式焚燒爐的每個爐排上都有固定爐條及可動爐條以縱向交錯配置，可動爐條由連桿及棘齒組成，在可動爐條支架上水平方向作反覆運動，此種運動方式將剪力作用于垃圾層的前后及左右各方向，使得垃圾層能松動及均勻混合，并與火上空氣充分接觸。一次空氣由爐排底部經由爐條兩側的縫隙吹出。在燃燒區(qū)的固定爐條上的爐條有切斷刀刃裝置，其功能為松動垃圾塊、垃圾層及調整垃圾停留時間，使供給空氣分布均勻，以及使二次空氣的通道有自清作用，垃圾借此力量反覆翻攪及移動。第五：垃圾焚燒爐

1.4、反復搖動式爐排第五：垃圾焚燒爐

1.5、韋倫爐排爐第五：垃圾焚燒爐

1.5、韋倫爐排爐-順推爐排技術來源：丹麥偉倫應用案例：廣州李坑特點：整套爐排四個有落差的臺階狀分段組成，向下分布依次為干燥段、燃燒段和燃燼段。每段由若干條狀活動單元爐排和固定單元爐排組成?；顒訂卧臓t排運動是由爐排梁前后運動產生。爐排片安裝并填滿爐排梁單元之間的空間1、爐排采用模塊化設計，爐排向縱向和上升方向運動同時向前推送垃圾，非常適合連續(xù)高效地焚燒成分復雜的生活垃圾；2、針對負荷較大，溫度較高運行條件的階梯式爐排設計，能有效且穩(wěn)定地運行，確保最少的停機維修次數(shù)；3、爐排列與列之間的錯位移動可以產生縱向和向上運動，能有效攪動垃圾，保證新進和未燃垃圾暴露在燃燒空氣中并進行加熱；4、特殊的二次風布置能使燃燒產生的高溫煙氣對垃圾干燥區(qū)產生強烈的熱輻射，以加快垃圾的干燥和點火過程。韋倫國內已授權于中科集團第五：垃圾焚燒爐

1.5、韋倫爐排爐日本JFE超級往復爐排爐：確保充分的爐排面積。通過大落差壁產生垃圾跌落以提高攪拌效果。利用煙氣輻射熱加強爐內垃圾的干燥（配備中間隔板的最佳化設計)。實現(xiàn)垃圾層厚度最優(yōu)化的控制(爐排每段均采用獨立的驅動機構)。采用具有優(yōu)秀的垃圾給料性能的給料系統(tǒng)。在燃燒段采取有效措施防止爐膛結焦。

第五：垃圾焚燒爐

1.6、超級往復爐排爐第五：垃圾焚燒爐

1.6、超級往復爐排爐第五：垃圾焚燒爐

1.7、滾筒式機械爐排爐第五：垃圾焚燒爐

1.8、主要國內機械爐排爐三峰卡萬塔SITY2000逆推式爐排爐：單臺焚燒爐垃圾處理量120~720t/h適合中國垃圾高水分、低熱值的特點焚燒性能良好，灰渣未燃燼率0.7~2%，煙氣中飛灰含量<3g/m3運行過程燃燒參數(shù)穩(wěn)定，爐排空氣冷卻高效

第五：垃圾焚燒爐

1.8、主要國內機械爐排爐上?？岛?無錫華光：在燃燒爐排的中間位置設置了一組剪切刀，有效地壓碎、切斷、扯碎和破碎塊狀垃圾。垃圾在爐排之間的落差段處跌落時能對結塊的垃圾起到較好的破碎作用。選用煙氣空氣預熱器，該裝置能把一次風溫度最高加熱至300℃，有效保證垃圾的充分干燥和完全燃燒。二次風噴嘴組在前后拱處交錯設置，產生強烈湍流，使還原性氣體完全燃燒，抑制二惡英的生成。

第五：垃圾焚燒爐

1.8、主要國內機械爐排爐綠色動力三驅動爐排爐：三驅動逆推式爐排采用了自行開發(fā)的驅動機構，對應干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃燼區(qū)有三組獨立的驅動裝置（稱之為“三驅動”），可根據垃圾焚燒過程中各區(qū)垃圾移送的實際需要進行單獨聯(lián)體調整、控制爐排片的移動速度，互不干擾通過自動燃燒控制系統(tǒng)將爐排各獨立的運動部件組合成一個有機的整體，能按照認定的爐膛溫度（或鍋爐蒸發(fā)量）自動完成垃圾從給料、干燥、燃燒、燃燼到出渣的焚燒全過程，爐膛溫度穩(wěn)定，波動幅度小，充分滿足850℃、2秒的要求，將二惡英的生成降至最低爐排片采用經過實踐驗證過的特殊合金制造，有著良好的耐高溫、耐磨損和抗腐蝕性能，能確保爐排片有較長的使用壽命

第五：垃圾焚燒爐

2、循環(huán)流化床第五：垃圾焚燒爐

2、循環(huán)流化床

流化床焚燒爐的主要特點是床層溫度均勻，垃圾顆粒與流體接觸好；反應快，焚燒完全，熱強度較高，它的熱效率一般可達到80~82%，垃圾燃燼率也非常高，焚燒后排出爐渣的未燃成份可達到1%左右；設備尺寸相對較小。

但由于懸浮態(tài)燃燒方式的限制，其對進爐垃圾的顆粒度有一定的要求。第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化垃圾焚燒產生煙氣如處理不當，產生的二噁英毒害性極高。生活垃圾量大、成分復雜、骯臟等特點，其有機物質易受到微生物的作用而腐爛發(fā)酵，產生一定量的氨、硫化氫、有機胺、甲烷等既有異味又有害的氣體。居民長期受到垃圾場臭氣困擾，引發(fā)“鄰避效應”，很多人都不愿意把垃圾焚燒廠建在自己周邊，客觀上增加了垃圾處理的難度。為何垃圾焚燒發(fā)電反對聲一浪高過一浪？第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化二噁英有世紀之毒的稱呼2004年烏克蘭總統(tǒng)尤先科二惡英中毒事件二惡英中毒前后的照片、血液中二惡英的含量是正常值的1000倍第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化煙氣污染物排放標準污染物單位GB18485-2014歐盟2000日本現(xiàn)行GB18485-20011煙塵mg/Nm3201020802HClmg/Nm3501025753HFmg/Nm311---4SOXmg/Nm38050572605NOXmg/Nm32502001054006COmg/Nm38050881507Hgmg/Nm30.050.050.050.28Cdmg/Nm30.10.05--0.19Pbmg/Nm30.05--1.610其他重金屬mg/Nm30.10.5--611煙氣黑度林格曼級------112二噁英類ngTEQ/Nm30.10.10.11第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化主流煙氣凈化工藝煙氣凈化中的核心技術半干法脫酸塔加布袋除塵器流程

氣體懸浮式吸收塔

增濕灰吸收法

噴霧干燥吸收塔

循環(huán)灰吸收法

各科研設計單位、設備廠家、運營商的實際運營經驗結合表明：煙氣凈化工藝以SNCR+半干法脫酸塔+布袋除塵器+活性炭噴射的組合工藝為最佳方案。第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化主流煙氣凈化工藝SNCR脫硝煙氣凈化：旋轉噴霧法旋轉噴霧半干法實體：第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化旋轉噴霧半干法特點：污染物去除效率高；消石灰消耗量較低；廢水排放量少；反應殘余物干燥；對消石灰品質要求較高煙氣凈化專業(yè)：旋轉噴霧法應用較多的旋轉霧化器

丹麥Nirro旋轉霧化器ABB公司旋轉霧化器比利時Seghers旋轉霧化器美國Komline-Sanderson霧化器第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化國內垃圾焚燒廠采用的煙氣凈化工藝：半干法脫酸+袋式除塵+活性炭吸附項目規(guī)模煙氣凈化工藝業(yè)主廣州李坑生活垃圾焚燒廠2x450t/d半干式旋轉霧化+袋式除塵器+活性炭吸附建設：廣州市市容環(huán)境局運營：威立雅環(huán)境服務公司蘇州蘇能垃圾焚燒廠2x500t/d+2x600t/d半干式旋轉霧化+袋式除塵器+活性炭吸附光大環(huán)保能源（蘇州）有限公司揚州生活垃圾焚燒廠2x500t/d半干式旋轉霧化+袋式除塵器+活性炭吸附揚州泰達環(huán)保有限公司曲靖生活垃圾焚燒廠2x400t/d半干式CFB-FGD+袋式除塵器+活性炭吸附云電投曲新有限公司成都洛帶生活垃圾焚燒廠3x400t/d干法法旋轉霧化+袋式除塵器+活性炭吸附成都威斯特再生能源有限公司天津雙港生活垃圾焚燒廠3x400t/d半干法旋轉霧化+袋式除塵器+活性炭吸附天津泰達環(huán)保有限公司第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化精選ppt第六：垃圾焚燒發(fā)電凈化滲濾液特征垃圾焚燒廠產生的垃圾滲濾液主要來自未焚燒前儲存在貯坑內的垃圾受到一定的擠壓作用后排出的水分和垃圾中有機質在貯坑內酸性發(fā)酵產生的廢水。其水質具有如下特征：（1）水質成分復雜，有機物濃度較高。滲濾液中含有大量的苯胺類、雜環(huán)芳烴化合物等難降解有機物，其COD高達30~70g/L。（2）氨氮含量高。滲濾液中氨氮質量濃度一般超過1000mg/L，而且蛋白質、苯胺類等化合物降解后，其含量還會繼續(xù)升高。（3）可生化性較好。相對于填埋垃圾滲濾液，其BOD5/COD一般超過0.4，VFA揮發(fā)性脂肪酸含量在5g/L以上，易被微生物降解。焚燒垃圾滲濾液若直接排入水體中，將對環(huán)境造成極大的破壞。主流工藝預處理—UASB—A/O膜生物反應器—NF二級硝化+超濾+納濾+反滲透預處理+UA