城市垃圾—能源工厂.pdfVIP

中国工程热物理学会 编号：991058 工程热力学与能源利崩 学术会议 城市垃圾一能源工厂 杭如{锅炉r余热锅炉研究斩屠柏锐吴亦三 【摘要】 本文简要地介绍了城市垃圾的几种处埋选择方案和正在运行的垃圾焚烧余热锅炉 型式及应用实例。分析了垃圾余热锅炉腐蚀机理{『l国外解决烟侧腐蚀的措施和选择余 热锅炉管材的研究。最后叙述了垃圾余热锅炉的排放物以及控制有关排放物所采取的 方法。 前言 焚烧炉或者城市F水污泥(或废水处理厂的媛液渣)焚烧炉；余热锚炉(ⅡE热交换器)： 发电或热电联产设备系统；灰处理系统和烟气；争化系统组成。这种上立域一能源一厂造 现代L业发达国家日愈重视的技术，其功能包括两个方面：一是同收利jH玻璃、金属 和纸张等废弃物料，以节约＆原材料制作或提炼J．艺过程中的能源：其二是焚烧垃圾、 化学有害物和工业废弃物作为发电或热电联产的热源。 为解决面临非常凼难的垃圾处理问题和垃圾作为潜在的能源利IL}j，近二十年人多 数工业化国家的市政当局，建造了和正在建造焚烧城市垃圾发L邑的垃圾～能源J‘厂。 另外，为进一步强调增长能源效率的节约能源，所以也导致了热回收I殳备与焚烧炉～ 起使用的增加。并且，热同收设备在处理化学车¨有害有机化合物的=r：业焚烧炉中也J+ 泛地应用，估计国外约有70％的有害褒物焚烧炉设置了余热锅炉。实践也已证明，采 用焚烧工艺技术的垃圾——能源L厂的发电殴舀系统的技术，目前已达到利燃用矿物 燃料的发电设备系统的技术一样安全可靠的程度。 根据国内现有组成城市垃圾成分发生变化的趋势(即可燃物增加而导致热值增高) 和国外焚烧垃圾发电的经验，以及经济效益和社会效果，我国应进一步加大城市垃圾 ——能源工厂及研究利用余热发电技术设备的力度，以便使焚烧垃圾发电这一新兴技术 在国内推广应用，并最终实现在大中城市处理垃圾中普及应川。据悉国内也有一些城 市已将筹建垃圾焚烧发电厂列入了市政建设干|J发展规划。 一．垃圾处理的选择方案 城市垃圾处理从传统的堆埋概念演变到作为燃料利用，大致上育以F可供选抒的几 种方案。 1．热处理方案 l l质焚烧法 Ⅱ一15 通常，在垃圾焚烧系统中，进入垃圾一能源工厂的垃圾被堆入到一个大型垃圾坑内， 在进入燃烧室前，经预处理以除去不可燃成分，但也有未经处理就直接进入燃烧室燃 烧。 1．2垃圾衙生燃料(RI)F)法 城市垃圾加工成垃圾衍生燃料，以便全部怍燃物质在燃烧之前除去、制成的产品 一般具有固定大小及适合燃烧的特性，其除作为传统燃料使用外，也可直接供垃圾电站 使用。 1．3高温分解法 高温分解是在缺氧(空气)状态下的热分解。当高温分解的热量由部分垃圾在空气 BE氧气中焚烧产生时，称为”气化”更为适合。通常，控制反应器内的环境条件，能使任 何预期的副产物(低热值气体、液态油和食碳质的炭)的产量最佳。 2．生化处理方案 在垃圾埸的垃圾热裂解朗间，温度上升，其可高达65oc，但是在卜2个月后开始下 脐。不过，发酵过程要进行很久．并能产生一些气体(含少量一氧化碳和硫化氢)。这些 气体估计会有52％沼气和46％二氧比碳、生化处理似乎适剧大城市。生化处理需解决 有害有机化台物在发酵过程中所释放的有害物质对水源的污染问题．实践证明，采用未 预处理的垃圾质焚烧系玩因以下原因被认为是最可靠和最经济的城市垃圾和有害有机 化合物等废弃物处理的选择方案。 1)大多数垃圾将在不增加明显数量的有害燃烧产物(ilcl．HFS02和NOx)下燃烧。 !)垃圾容积可大大地缩小(即10：l容积)，燃烧产物的热量由热同收设备(如余热锅 炉热交换器)以产生供发电或供热之HJ的蒸汽或者预热燃用空气。 二．垃圾焚烧炉余热锅炉 最早的垃圾焚烧炉是通过烟囱把燃烧产物排放到大气层的衬有耐火材料的炉子，不 过为了回收能量，故在某些焚烧炉的F游设计有余热锅炉。但是，从理论上讲，城市垃 圾一能源工厂的垃圾焚烧设备的发计应满足以下条件： 1．采用的烟气净化设备要最少： 2．垃圾不经预处理； 3用于补燃的燃料最少，并要严格控制使用。 目前，在城市垃圾一能源工厂中采用的垃圾焚烧炉有以下几种主要型式；炉篦式 焚烧炉，流化床式焚烧炉和缺氧式焚烧炉。但是，最适台城