国内外垃圾焚烧炉技术综述.docVIP

国内外垃圾焚烧炉技术概述 摘要：文章分析了国内外四类城市垃圾焚烧炉技术的原理、特点、性能以及优缺点，针对主要项目进行了对比研究。提出了一种新型垃圾焚烧炉，该炉采用专利炉排装置，具有显著优点，能够达到抑制二噁英类物质产生的环保效果。 关键词：城市垃圾；焚烧炉技术；专利；炉排装置 1引言 城市生活垃圾，已经成为当今世界最严重的公害之一。目前，国内外广泛采用的城市垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥和综合利用4种。长期以来中国绝大部分城市采用露天堆放、自然填沟和填埋的原始方式处理城市垃圾，这种处理方式对土壤、地下水、大气等都会造成不利的影响和潜在的危害。垃圾问题实际上已经阻碍了人民生活水平的进一步提高和城市建设的发展。 中国2000年垃圾产生量已达1.5亿多吨，占世界总量的四分之一以上，而且每年以8%～10%的速度增长。中国是世界上13个贫水国之一，全国668座城市中有400多座城市缺水，其中110座城市严重缺水。而中国历年堆放的垃圾中的重金属以及在腐败过程中产生的病原微生物等，使一些城市的水源遭到污染，造成了严重的危害。 发达国家城市垃圾处理的发展历程表明，垃圾焚烧处理具有占地面积小、选址较容易、处理快速、减量化显著、无害化较彻底以及可回收焚烧余热等优点，在世界各国得到越来越广泛的应用。全世界每年垃圾焚烧量约为1.1亿吨，绝大部分的垃圾焚烧处理厂分布于发达国家。日本现有焚烧厂约1900座，每年焚烧处理量近4千万吨，是世界上垃圾焚烧处理规模最大的国家。我国垃圾处理的发展趋势是：在分类收集基础上的再生利用越来越受到重视；垃圾填埋的标准将越来越高，比例将逐步下降；垃圾焚烧将稳步发展，焚烧余热利用特别是余热发电的比例将有所上升。 2垃圾焚烧技术历史及发展状况 垃圾焚烧处理已有100多年历史，1896年和1898年，德国汉堡和法国巴黎先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂，开始了生活垃圾焚烧技术的工程应用。但出现有控制的焚烧以及烟尘综合处理、余热再利用等是从20世纪70年代以后开始的。 近年来，城市垃圾焚烧技术的发展具有比较明显的特点：垃圾焚烧技术正向着自我完善方向发展；向着多功能方向发展；向着资源化方向发展；向着智能化方向发展；向着环保高标准化方向发展。另外，我国生活垃圾焚烧处理社会化、市场化和民营化是未来发展的大趋势，垃圾焚烧管理与经营的集约化程度较高，属比较适宜的民营化技术，未来以垃圾处理贴费与售电收入为经营基础的民营化垃圾焚烧产业，将对推进城市生活垃圾焚烧技术的总体进展发挥积极的巨大作用。 在当今国内、国际日益重视环境保护的大环境下，采用垃圾焚烧处理方式具有必要性和可能性。随着城市建设的发展和城市规模的扩大，城市人口数量骤增，生活垃圾产量也快速递增，使原有的垃圾填埋场日益饱和或已经饱和，而新的垃圾填埋场地又难于寻找，采取垃圾焚烧方法，可使生活垃圾减重80%和减容85%以上，最大限度地延长现有垃圾填埋场的使用寿命。此外，随着人们生活水平的提高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增长，提高了生活垃圾的热值，为应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。例如：日本城市生活垃圾的低位热值就已经由20世纪60年代的3344～4196kJ/kg，提高到目前的6270～7160kJ/kg。 现代城市生活垃圾焚烧厂系统组成如图1，典型的城市生活垃圾焚烧系统的工艺单元包括：①进出厂垃圾计量系统；②垃圾卸料及贮存系统；③垃圾进料系统；④垃圾焚烧系统；⑤焚烧余热利用系统；⑥烟气净化和排放系统；⑦灰渣处理或利用系统；⑧污水处理系统；⑨垃圾焚烧自动控制系统等。 3四类垃圾焚烧炉技术对比分析 目前世界各地应用的垃圾焚烧设备——各种型号垃圾焚烧炉达到200多种，但应用广泛、具有代表性的垃圾焚烧炉技术主要有四大类，即：流化床焚烧炉（包括RDF焚烧炉）技术、回转窑焚烧炉技术、炉排型焚烧炉技术、垃圾热解气化焚烧炉（CAO）技术。 图1城市生活垃圾焚烧厂系统示意图 （来源：工业锅炉） 3.1流化床焚烧炉技术 流化床燃烧技术已发展成熟，由于其热强度高，更适宜燃烧发热值低、含水分高的垃圾。同时，由于其炉内蓄热量大，在燃烧垃圾时基本上可以不用助燃。垃圾颗粒在炉内悬浮燃烧，启动、燃烧过程特性与普通流化床锅炉相似，图2为典型流化床焚烧炉结构示意图。为了保证入炉垃圾的充分流化，对入炉垃圾的尺寸要求较为严格，要求垃圾在入炉前进行一系列筛选及粉碎等处理，使其颗粒尺寸均一化，一般破碎到≤15cm。床层物料为石英砂，布风板通常设计成倒锥体结构，风帽为L型，床内燃烧温度控制在800～900℃，冷态气流断面流速为2m/s，热态约为3～4m/s。一次风经由风帽通过布风板送入流化层，二次风由流化层上部送入。采用燃油预热料层，当料层温度达到600℃左右时可以投入垃圾焚烧。 图2流化床焚烧炉结构图 流