城市生活垃圾焚燒技術的比較

     城市生活垃圾焚燒技術的比較各國已投入運行的垃圾焚燒爐燃燒方式有:
1.多級階梯式鏈條爐排,傾斜往復式爐排和反送式的馬丁爐排等爐排爐;
2.流化床焚燒爐;
3.旋轉式燃燒--回轉爐;以下就上述三種焚燒處理技術做簡單介紹,并進行比較分析。多級階梯爐排爐多級階梯爐排是由往復移動部件組成,垃圾經由給料裝置推送至傾斜之爐排上,在爐內高溫加熱,使得部份垃圾得以干燥,另經爐排的運動除將垃圾往前推送外,并將垃圾層松化及均能經歷干燥、燃料及后燃等各階段,以達完全燃燒。目前應用中的多級階梯式有很多種,爐排設計大多屬于設計廠商的專利,如我國深圳引進的新爐排即是德國專利。不過轉動式爐排爐排汽化容易堵塞,維修工作量大,大件物品夾住的可能性較大,移動式爐排占地面積大,風道系統復雜,對高水份、低值的垃圾焚燒還不完全,著火較為困難,使用較少。扇形反轉式爐排由于燃燒不易控制,爐溫較高,還處在不斷完善階段。馬丁爐排由于國內還未能自行制造,必須進口國外設備,造價昂貴。一般中小城鎮無法承受其投資費用。我國僅有深圳市引進了日本的三臺馬丁爐運行較好,不過馬丁爐排的燃燒工況較易受垃圾品位波動的影響。爐排爐的優點是不需要對垃圾進行預處理。技術比較成熟,國外應用較廣泛,其不足之處如下:
1.爐排必須耐熱,在長期連續運行期間,熱應力必須不變,這樣爐排對材質要求高,而且爐排加工復雜,由于爐排需轉動,可靠性低及能耗高構成其問題。
2.由于垃圾成份復雜,普通爐排維持在整個爐排內均勻移動,均勻完全地燃燒是困難的。
3.爐排難以適應水份變動范圍較寬的垃圾焚燒,因為水份較高的垃圾需較寬的干燥區,這給水份高的垃圾完全燃燒帶來困難。
4.爐溫較難控制,垃圾的熔渣在1000℃以上和1050--1100℃時處于軟化和粘性狀態,成為特殊的腐蝕性物質,可能腐蝕爐壁,同時在高溫狀態下Nox濃度上升。
5.爐排爐不易實現大型化,難以實現爐內脫除HCI氣體,需要在尾部加裝專門的和HCI脫除設備,增加了投資費用。
6.難予處理垃圾滲濾液需設置專門污水處理設施。
7.爐排爐的爐排不僅制造復雜,成本高,而且體積龐大,占地面積大,因而不適合于中小城鎮垃圾處理量不十分大的場合。回轉爐回轉爐焚燒系統系衍生于已廣泛用于水泥工業中耐火磚襯里回轉鍛燒窯設計。垃圾由傾斜且緩慢旋轉的旋轉窯上方前端送入,藉由旋轉速度控制垃圾前進速度,使垃圾在窯內往前輸送過程中完成干燥、焚燒及灰冷卻之過程,而冷卻后之灰渣由爐窯下方末端排出。回轉窯整個爐體可由冷卻水管及有孔鋼板焊接形成桶形,也可由鋼制圓桶內部加裝防火襯組成,爐體向下方傾斜,分成干燥燃燒及后燃燒三區段,并由前后兩端特殊輪子支撐。特殊輪子則由四個滾輪支持,由鏈輪驅動裝置轉動輪子而旋轉爐體,垃圾在爐體上,因旋轉而獲得良好的翻攪及向前輸送,預熱空氣由底部穿過有孔鋼板至窯內,使垃圾能完全燃燒。回轉窯燃燒適應性廣,可焚燒不同性能的廢棄物,此種爐型機械零件比較少,故障少,可以長時間連續運行。但回轉窯的熱效率低,如需輔助燃料時消耗較多,排出氣體的溫度低,有惡臭,需要脫臭裝置或導入高溫后燃室焚燒,由于窯身較長,占地面積大,且后燃室的爐排結構要求較為嚴格,因此其成本高,價格較昂貴。
     城市生活垃圾焚燒爐在發達國家已是比較成熟的技術,發達國家焚燒的垃圾熱值大多在2000kcal/kg以上。國內目前自行開發研制的城市生活垃圾焚燒爐多屬于簡易焚燒爐,尚不能實現高效焚燒和低污染排放。引進爐排焚燒爐則價格昂貴,經濟性較差,難推廣應用。流化床爐流化床爐燃燒技術是本世紀六十年代初得到迅速發展起來的一種新型清潔燃燒技術。采用該技術的焚燒爐的基本特征在于在爐膛下部布置有耐溫的布風板,板上裝有載熱的惰性顆粒,通過床下布風,使惰性顆粒呈沸騰狀,形成流化床段,在流化床段上方設有足夠高的燃燼段(即懸浮段)。一般物料投入流化床后,顆粒與氣體之間傳熱和傳質速率高,物料在床層內幾乎呈完全混合狀態,投向床層的廢棄物能迅速分散均勻。由于載熱體貯蓄大量的熱量,可以避免投料時爐溫急劇變化,床層的溫度保持均一,避免了局部過熱,因此床層溫度易于控制。同時它具有燃料效率高,負荷調節范圍寬,污染物排放低,熱強度高,適合燃用低熱值燃料等優點。可以說我國目前在中小城鎮最有發展前景的垃圾焚燒爐為流化床爐。尤其是我國的垃圾熱值相對偏低,要實現其高效穩定燃燒,流化床焚燒技術無疑是最佳選擇。流化床焚燒爐的優點主要表現在如下幾個方面:
1.操作方便、運行穩定。垃圾經破碎混合后,質地相對均勻,流化床床料為石英砂蓄熱量大,因而避免了床的急冷急熱現象,使燃料穩定。垃圾的干燥、著火、燃燒與后燃燒幾乎同時進行,無需復雜的調整,燃燒控制容易,并易于實現自動化,能在極短時間內完成起動或停止,因此可實現連續燃燒。
2.耐久性好,使用壽命長。爐內沒有機械運動部件,故使用壽命長。由于燃燒均勻,不會產生局部過熱現象,加之爐子為箱式結構,與耐火材料的熱膨脹相適應,因此在一定程度避免了耐火材料的損壞。
3.可采取全面的防二次污染的措施,對焚燒時產生的有害物質進行了處理,如不加任何附加設備,僅以流化床所特有的燃燒方式就可把Nox含量降到100ppm以下。流化床焚燒爐以其本身的特點,減少了廢水的產生量。爐渣呈干態排出,無渣坑廢水,亦不需處理重金屬污水的設備。垃圾槽內的廢水可向焚燒爐內噴散霧化焚燒處理。
4.流化床焚燒爐由于爐內燃燒強度和傳熱強度高,相同垃圾處理量的流化床爐體積比爐內要小,故而投資省,適用于大型化發展。
5.燃料適應性廣,可燃燒高水份,低熱值,高灰份的垃圾,床內混合均勻,燃燼度高,使垃圾容積大大減少,特別適合垃圾熱值隨季節性變化很大的特點。
6.爐子構造簡單,爐內沒有運動部分。綜合上述三種垃圾焚燒爐型的介紹,歸納出各種焚燒方式的優缺點,從中可見流化床垃圾焚燒綜合性能較為優越,尤其是我國的垃圾熱值相對偏低,要實     現其高效穩定燃燒,流化床無疑是最佳選擇。因此對我國目前城鎮最有發展前景的垃圾焚燒爐應為流化床爐。

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