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生活垃圾焚燒技術(shù)及難點
焚燒處理是將垃圾放在焚燒爐中進(jìn)行燃燒，釋放出熱能，余熱回收可供熱或發(fā)電。煙氣凈化后排出，少量剩余殘渣排出填埋或作其他用途。焚燒處理技術(shù)特點是處理量大、減容性好、無害化*，且有熱能回收作用。因此，對生活垃圾實行焚燒處理是無害化、減量化和資源化的有效處理方式。世界各國普遍采用這種垃圾處理技術(shù)。zui科學(xué)、zui合理的垃圾處理方式是將垃圾分揀分類，將可以回收的有用物回收再生處理應(yīng)用，不能回收的廢棄物焚燒處理。
國內(nèi)外垃圾焚燒技術(shù)主要有三大類：層狀燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)和旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)。
層狀燃燒技術(shù)
層狀燃燒技術(shù)發(fā)展較為成熟，一些國家都采用這種燃燒技術(shù)。為使垃圾燃燒過程穩(wěn)定，層狀燃燒關(guān)鍵是爐排。垃圾在爐排上通過三個區(qū)：預(yù)熱干燥區(qū)、主燃區(qū)和燃燼區(qū)。垃圾在爐排上著火，熱量不僅來自上方的輻射和煙氣的對流，還來自垃圾層內(nèi)部。在爐排上已著火的垃圾在爐排的特殊作用下，使垃圾層強烈地翻動和攪動，不斷地推動下落，引起垃圾底部也開始著火，連續(xù)的翻轉(zhuǎn)和攪動，使垃圾層松動，透氣性加強，有助于垃圾的著火和燃燒。
流化床燃燒技術(shù)
流化床燃燒技術(shù)已發(fā)展成熟，由于其熱強度高，更適宜燃燒發(fā)熱值低、含水分高的燃料。同時，由于其爐內(nèi)蓄熱量大，在燃燒垃圾時基本上可以不用助燃。垃圾進(jìn)行一系列篩選及粉碎等處理后送入流化床內(nèi)燃燒，床層物料為石英砂，布風(fēng)板通常設(shè)計成倒錐體結(jié)構(gòu)，風(fēng)帽為L型。床內(nèi)燃燒溫度控制在800-900℃。一次風(fēng)經(jīng)由風(fēng)帽通過布風(fēng)板送入流化層，二次風(fēng)由流化層上部送入。采用燃油預(yù)熱料層，當(dāng)料層溫度達(dá)到600℃左右時投入垃圾焚燒。該爐啟動、燃燒過程特性與普通流化床鍋爐相似。
旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)
旋轉(zhuǎn)焚燒爐燃燒設(shè)備主要是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，其內(nèi)壁可采用耐火磚砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護(hù)滾筒，回轉(zhuǎn)窯直徑為4-6m，長度10-20m，根據(jù)焚燒的垃圾量確定，傾斜放置。每臺垃圾處理量目前可達(dá)到300t/d（直徑4m，長14m）?；剞D(zhuǎn)窯過去主要用于處理有毒有害的醫(yī)院垃圾和化工廢料。它是通過爐本體滾筒緩慢轉(zhuǎn)動，利用內(nèi)壁耐高溫抄板將垃圾由筒體下部在筒體滾動時帶到筒體上部，然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒內(nèi)翻滾，可與空氣得到充分接觸，進(jìn)行較*的燃燒。垃圾由滾筒一端送入，熱煙氣對其進(jìn)行干燥，在達(dá)到著火溫度后燃燒，隨著筒體滾動，垃圾得到翻滾并下滑，一直到筒體出口排出灰渣。
技術(shù)新點
編輯
針對中國生活垃圾的特點，開展了垃圾焚燒和二次污染特性的一系列研究，形成了生活垃圾循環(huán)流化床清潔焚燒發(fā)電集成新技術(shù)。該技術(shù)與國內(nèi)外已有技術(shù)比較，具有燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬，污染物排放低，爐內(nèi)燃燒熱強度高等優(yōu)點，特別適合于焚燒多組分高水分低熱值的中國生活垃圾。 該技術(shù)的主要創(chuàng)新點有：
1、對中國城市的典型垃圾組成、燃燒特性和污染物特別是二惡英的排放機理作了全面深入的研究，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)成功了適合中國國情的循環(huán)流化床垃圾焚燒集成處理技術(shù)。
2、從中國垃圾特性、抑制二惡英生成、焚燒爐長期穩(wěn)定運行等角度考慮，提出和實現(xiàn)了添加輔助煤焚燒低熱值垃圾的技術(shù)方案。
3、發(fā)現(xiàn)并通過實驗證明了煤的某些成分在燃燒中對二惡英生成具有抑制作用；可以通過調(diào)節(jié)摻煤的比例適應(yīng)垃圾熱值的變化，從而保證穩(wěn)定的垃圾處理量；同時，研制的循環(huán)流化床焚燒爐運行證明，摻煤焚燒生活垃圾能明顯減輕受熱面高溫腐蝕，從而提高了過熱蒸汽溫度，延長了高溫過熱器使用壽命。
4、垃圾滲濾液采用爐內(nèi)回噴方式，zui大限度地減少了對垃圾滲濾液的處理，提高了綜合環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)性。
5、選擇適當(dāng)?shù)臓t內(nèi)溫度、采用特殊二次配風(fēng)和氣固停留時間等控制爐內(nèi)燃燒污染的優(yōu)化措施，結(jié)合尾氣煙氣凈化技術(shù)以全面防止二次污染的排放，使二惡英排放達(dá)到世界上zui嚴(yán)格的歐盟標(biāo)準(zhǔn)。
6、以異重度循環(huán)流化床焚燒技術(shù)為核心，形成了包含垃圾預(yù)處理、垃圾給料、冷渣分選、焚燒熱工控制、尾氣凈化處理等的系統(tǒng)集成技術(shù)，形成了單臺焚燒能力每天150噸－400噸的系列技術(shù)，可適用于不同需要的大中小城市。
7、整套工程系統(tǒng)的國產(chǎn)化率達(dá)100%，投資成本相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家同等能力垃圾焚燒電廠的1/2到1/3，是符合我國國情、具有現(xiàn)實推廣價值的低成本、益環(huán)保技術(shù)。
處理難點
編輯
zui常見的生活垃圾處理方式有：填埋、堆肥和焚燒三種形式。與其它處理方法相比，生活垃圾焚燒發(fā)電具有占地少、無害化*、資源化利用程度高等優(yōu)點。但是，在本項目開展之初，我國在采用焚燒法處理生活垃圾方面還面臨諸多難點，主要表現(xiàn)在：
(1) 引進(jìn)的技術(shù)價格昂貴，難以適應(yīng)我國的國情。國外運用較多、比較成熟的生活垃圾焚燒處理技術(shù)主要是爐排爐。它們對于國外熱值較高、含水率較低的生活垃圾而言，焚燒處理效果較好。但根據(jù)實際運行經(jīng)驗，直接引進(jìn)的國外爐排爐在焚燒處理沒有經(jīng)過預(yù)先分揀、成分復(fù)雜、熱值較低、含水率較高且變化范圍較大的中國生活垃圾時，焚燒處理效果卻并不理想。由于焚燒爐設(shè)計熱值較高，生活垃圾入爐前需要堆放3-7天，必須對堆放過程產(chǎn)生的垃圾滲濾液進(jìn)行額外處理。同時，從投資經(jīng)濟(jì)性的角度來看，國內(nèi)典型的引進(jìn)日處理量1000噸的垃圾焚燒電廠總投資將達(dá)5－7億元人民幣，這對于目前經(jīng)濟(jì)實力還不夠強的大多數(shù)中國城鎮(zhèn)來說是難以接受的。此外，國外的爐排爐焚燒技術(shù)通常采用油助燃，運行成本較高，需要高額的政府補貼。
(2) 對中國生活垃圾特性的認(rèn)識有待深入，垃圾焚燒技術(shù)的選擇，其基礎(chǔ)是對垃圾特性進(jìn)行深入的分析和了解。生活垃圾的組成、各單組分和混合組分的燃燒特性和熱解特性，對于生活垃圾在爐膛內(nèi)的燃燒具有重要影響。中國的生活垃圾大多數(shù)沒有經(jīng)過分揀，含有大量的廚余等高水份成分。在不同的地方，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不同，生活垃圾的組成和特性也呈現(xiàn)很大的差異。從其焚燒特性上來講，中國生活垃圾具有多組分、多顆粒尺度、多污染源、高水分、多著火點、多熱值和受熱面存在高溫腐蝕等特點。正是由于中國生活垃圾特性的復(fù)雜性，因此必須對其進(jìn)行深入的研究和認(rèn)識，才能開發(fā)出針對中國生活垃圾的焚燒技術(shù)。
(3) 缺乏對生活垃圾焚燒過程中二次污染生成機理和控制技術(shù)的研究。生活垃圾焚燒排放的煙氣中含有SO2、HCl、HF、Hg、Pb、Cd、NOx、二惡英和重金屬等多種有害有毒物質(zhì)，如果采用簡單的焚燒方法，則會造成嚴(yán)重的二次污染。必須對燃燒方式、燃燒優(yōu)化和煙氣凈化等方面進(jìn)行深入的研究，并采用針對性的技術(shù)手段，才能實現(xiàn)對生活垃圾的“清潔”焚燒。
(4) 生活垃圾焚燒發(fā)電效率有待提高。上生活垃圾焚燒發(fā)電廠的發(fā)電效率比現(xiàn)代化火電廠低很多。影響發(fā)電效率的主要原因是：生活垃圾焚燒鍋爐燃燒氣體中含有的氯化物鹽類會引起過熱器的高溫腐蝕，因此生活垃圾焚燒爐的蒸汽參數(shù)偏低，如日本通常將生活垃圾焚燒爐的參數(shù)設(shè)計為2.94MPa、300℃以下；歐洲和美國蒸汽參數(shù)一般在4.5MPa、450℃以下。因此，提高蒸汽參數(shù)成為提高生活垃圾焚燒經(jīng)濟(jì)性的發(fā)展方向。
(5) 生活垃圾焚燒技術(shù)特別是集成技術(shù)有待提高。生活垃圾焚燒系統(tǒng)應(yīng)該是包括垃圾預(yù)處理及給料、焚燒爐、余熱利用及發(fā)電、煙氣凈化、灰渣處理和控制系統(tǒng)在內(nèi)的各系統(tǒng)集成。由于生活垃圾焚燒技術(shù)在我國的發(fā)展時間尚短，因此，生活垃圾焚燒系統(tǒng)的集成和優(yōu)化有待進(jìn)一步提高。 針對上述難點問題，面向國家重大環(huán)保需求，課題組基于循環(huán)流化床生活垃圾焚燒技術(shù)，通過對垃圾焚燒爐及其焚燒發(fā)電配套系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和綜合集成，成功開發(fā)了適合中國生活垃圾特點的焚燒發(fā)電集成技術(shù)。