一种适合中小县城的垃圾焚烧处理技术00.doc

一种适合中小县城的立式垃圾热解焚烧炉焚烧工艺技术 随着经济的快速发展，我国城市生活垃圾中可燃组分大量增加，热值明显提高。生活垃圾焚烧技术已经成为垃圾无害化、减量化和资源化处理的主流技术。近年来，在我国生活垃圾焚烧技术领域，热解气控焚烧炉技术以其先进的燃烧机理和技术特点以及较低的投资与运行成本等方面的优势，正在得到较多的推广应用，行业领域也在关注这种技术的发展和运行效果。 武汉经济技术开发区采用热解气控焚烧炉技术建成了处理量为100t/d的生活垃圾处理厂。该厂主要设备是1台立式旋转炉排热解气控焚烧炉，入炉垃圾的低位热值为6280kJ/kg，指导运行的焚烧工艺是针对垃圾的品质特征和对应设备的技术特点而组织起来的高温快速热解焚烧工艺。不同品质的生活垃圾需要配置不同适用性能的焚烧工艺，有效的燃烧组织和合理的优化控制是取得好的运行效果的关键。两年的运行实践证明，运用这种焚烧工艺建立起来的焚烧炉整体燃烧工况能够满足国家标准规定的“3T”要素和焚烧稳定、高效、低污染排放的最基本要求，并且对垃圾品质的季节性波动也有较好的适应性。 热解气控焚烧炉的运行 1.1 燃烧机理 传统的垃圾直接焚烧是在助燃空气充足的条件下加热有机可燃物，强制可燃物质充分氧化燃烧。为满足充分燃烧的需要，其过量空气系数一般按1.6～2.2设置。而热解气控焚烧炉技术的燃烧机理是垃圾先在一燃室供氧不足的条件下部分燃烧，利用其燃烧热使其余垃圾的挥发成分被热解气化生成可燃气体。制备出来的可燃气体在二燃室富氧条件下充分燃烧，热解后的含碳残留物在一燃室继续燃尽。这种技术通过控制两个燃烧室的供风量和温度来实现垃圾的热解气化和完全燃烧，其过量空气系数一般按1.3～1.5设置。这种控制空气氧化技术的特点，决定了其燃烧组织方法的独特性。 1.2 燃烧工况 生活垃圾热解气控焚烧炉设圆柱型结构的第一燃烧室和第二燃烧室，采用先热解后燃烧的两级燃烧方式，两个燃烧室均未布置任何受热面（二燃室后面设置导热油换热锅炉）。一燃室从上到下由给料系统、旋转布料器、炉膛、旋转炉排和出渣系统等部分组成。在正常运行时炉膛内部按燃料层降运动顺序从上到下分为三个垃圾燃烧区带；上层为干燥热解带，中层为高温燃烧带，下层为燃尽冷却带（见图1 焚烧工艺示意图）。 上层的干燥热解带实际上是一个垃圾料层厚度在400㎜～500㎜、燃烧温度在750℃～800℃的具有巨大热库效应的高温熔池。入炉垃圾呈单颗粒状态落入熔池马上被大量高温床料和高温热解烟气流吞融混合，在缺氧条件下迅速升温、干燥、热解气化，甚至与燃烧重叠进行。旋转布料器将新鲜垃圾连续、均匀地布撒在燃烧面上，将不断生成的燃烧火焰覆盖保证有机物热解的进 图 焚烧工艺示意图 行。干燥热解带的运行是一个保持炉膛相对静态燃烧、维持有机物热解气化反应持续稳定进行的过程。这个过程释放出来的大量富含碳氢化合物的可燃性气体（热值2500～3000 kJ/ m3）与高温烟气流混合在炉膛负压作用下被送往二燃室。在干燥热解带的下方是料层厚度在1500㎜、燃烧温度在800℃～850℃的高温燃烧带。下移到这一层面的高温物料与输入的一次风（底风）和二次风（腰风）充分混合反应发生剧烈的氧化燃烧，放出热量造成炉内高温，而垃圾燃料本身质量也随着剧烈的燃烧过程逐步减少。高温燃烧带的运行是一个持续释放的挥发分燃烧与固定碳燃烧并存并且相互促进的燃烧过程。在高温燃烧带下方是有1650㎜燃尽行程的燃尽冷却带，下移到这一层面的残渣中仍有少量未充分燃烧的可燃质将在一次风的作用下继续燃尽，炉渣被一次风冷却后由旋转炉排破碎排出。 第二燃烧室是独立设置的气相高温燃烧区域，同时也是烟气颗粒物沉降室。来自一燃室的高温可燃烟气流进入二燃室马上与射入的三次风充分搅拌混合形成理想的漩涡湍流，在850℃～1100℃温度域充分燃烧并保持停留时间≥2s，使在一燃室燃烧过程中可能产生的二恶英等有害物质在二燃室的高温条件下被分解摧毁。二燃室的燃烧工况体现了“3T ( Temperature Time and Turbulence）”要素的全部内容：足够高的温度（≥850℃）、停留时间（≥2s）和较高的湍流度，从而有效地减轻了烟气净化处理负荷。据此，在系统下游烟气净化处理单元配置了经济实用的Ca（OH）2反应＋活性炭吸附+袋式除尘的干法烟气净化工艺。 1．3运行目标 生活垃圾焚烧追求的是一个稳定高温和高效率的焚烧状态，但是在实际燃烧过程中，由于各种因素的影响总会造成燃烧的不充分、不稳定。影响垃圾焚烧过程的主要因素有生活垃圾的性质、温度、停留时间、湍流度以及过量空气系数等，这些影响因素也是焚烧系统运行过程中的主要技术着眼点和控制参数。因此，在合理配置焚烧工艺、组织生产运行的过程中，应充分认识到这些影响因素之间的相互依赖又相互制约的关系，在可能的条件下合理