簡介
垃圾焚燒爐,是焚燒生活垃圾的設備,生活垃圾在爐膛內燃燒,變為廢氣進入二次燃燒室,在燃燒器的強制燃燒下燃燒完全,再進入噴淋式除塵器,除塵後經煙囪排入大氣。
設備組成:
垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統,焚燒系統,煙霧生化除塵系統及煤氣發生爐(輔助點火焚燒)四大系統組成,集自動送料、分篩、烘乾、焚燒、清灰、除塵、自動化控制於一體。
套用範圍:
適用範圍:生活垃圾、醫療垃圾、一般工業垃圾,一般工業垃圾採用高溫燃燒,二次加氧,自動卸渣的高新技術措施,達到排污的監控要求。
分類
垃圾焚燒技術在國外的套用和發展已有幾十年的歷史,比較成熟的爐型有熱解乾餾氣化爐、脈衝拋式爐排焚燒爐、機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、迴轉式焚燒爐和CAO焚燒爐,下面對這幾種爐型作簡單的介紹。
熱解乾餾氣化爐
熱解乾餾氣化爐採用熱解、乾餾、氣化等技術設計,垃圾在爐內溫度和水蒸氣的作用下發生化學反應,垃圾得到充分碳化,最終生成一氧化碳CO可燃氣體;整個反應過程均在厭氧環境下完成,有效避讓了重金屬和二惡英的生成條件和環境,各項排放指標均滿足GB18485、EU2000/76/EC等相關標準。
可燃氣經平底雙豎管、洗滌塔等淨化設備降溫、脫酸、除塵處理後可替代天然氣直接套用。
機械爐排焚燒爐
工作原理:垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排(爐排分為乾燥區、燃燒區、燃盡區),由於爐排之間的交錯運動,將垃圾向下方推動,使垃圾依次通過爐排上的各個區域(垃圾由一個區進入到另一區時,起到一個大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入並與垃圾混合;高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽,同時煙氣也得到冷卻,最後煙氣經煙氣處理裝置處理後排出。
流化床焚燒爐
工作原理:爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600℃以上,並在爐底鼓入200℃以上的熱風,使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被乾燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經過水冷後,用分選設備將粗渣、細渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設備送回到爐中繼續使用。
迴轉式焚燒爐
工作原理:迴轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置並略為傾斜。通過爐身的不停運轉,使爐體內的垃圾充分燃燒,同時向爐體傾斜的方向移動,直至燃盡並排出爐體。
CAO焚燒爐
工作原理:垃圾運至儲存坑,進入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機物(廚餘、葉、草等)分解成粉狀物,其他固體包括塑膠橡膠一類的合成有機物和垃圾中的無機物則不能分解粉化。經篩選,未能粉化的廢棄物進入焚燒爐的先進入第一燃燒室(溫度為600℃),產生的可燃氣體再進入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的組份呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860℃進行燃燒,高溫煙氣加熱鍋爐產生蒸汽。煙氣經處理後由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室內不會氧化或融化,可在灰渣中分選回收。
脈衝拋式爐排焚燒爐
工作原理:垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的乾燥床乾燥,然後送入第一級爐排,在爐排上經高溫揮發、裂解,爐排在脈衝空氣動力裝置的推動下拋動,將垃圾逐級拋入下一級爐排,此時高分子物質進行裂解、其它物質進行燃燒。如此下去,直至最後燃盡後進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入並與垃圾混合燃燒,同時使垃圾懸浮在空中。揮發和裂解出來的物質進入第二級燃燒室,進行進一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進入第三級燃燒室進行完全燃燒;高溫煙氣通過鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時煙氣經冷卻後排出。
影響焚燒爐性能的因素
作為一個焚燒系統,最主要的指標是焚燒裝置有害物的銷毀率,影響銷毀率的主要有以下幾個因素:焚燒溫度、滯留時間,擾動和空氣過量係數。
1焚燒溫度
焚燒溫度是指廢物中的有害成份在高溫下氧化、分解、直至破壞達到的溫度。一般來說提高焚燒溫度有利於廢物有害物質的破壞並可抑制黑煙的產生,但溫度過高不僅加大燃料耗量,還增加了煙氣中氮氧化物的含量。因此,在保證銷毀率的前提下採用適當的溫度較為合理。
廢物中的有害微生物在70~100℃左右大部分不能生存,處理一般短鏈有機物的焚燒溫度在700~800℃,所以在本方案中爐體溫度能夠滿足此類廢物的焚燒溫度。
2滯留時間
滯留時間是指廢物中有害成份在焚燒條件下發生氧化、分解,最後完成無害化物質所需的時間,停留時間的長短直接影響焚燒的銷毀率,也決定爐膛的具體尺寸。影響滯留時間的因素很多,如焚燒溫度、空氣過剩係數和空氣在爐內同廢物的混合程度等。為保證廢物及燃燒產物全部分解,廢物在焚燒爐內600℃左右停留約1小時左右。
3擾動
為使廢物及燃燒產物全部分解,必須加強空氣與廢物、空氣與煙氣的充分接觸混合,擴大接觸面積,使有害物在高溫下短時間內氧化分解.焚燒爐有獨特的供風系統,且有足夠的風壓以加強系統與廢物和煙氣的混合程度。
4過剩空氣係數
物料燃燒所需空氣量是由理論空氣量和過剩空氣量兩部分組成。兩者的總和決定了焚燒過程中的氧氣濃度,而過剩空氣量決定了最後煙氣中的含氧量。爐膛中的氧氣濃度、物料及煙氣同氧的混合程度嚴重影響著物料的燃燒速度和燒淨率.過量空氣量過大可提高燃燒速度和燒淨率,但會增大輔助燃料量、鼓風量、引風量以及尾氣處理規模,是不經濟的.反之,過量空氣量太小,則燃燒不完全,甚至產生黑煙,有害物質分解不徹底.一般空氣過剩量取理論空氣值的30~50%。
市場前景
隨著生產的飛速發展和經濟的迅速崛起,我國已經步入城市生活垃圾高產國的行列。據統計,1990年中國城市垃圾的總產量為6900萬t,其中上海全市垃圾產量為270萬t(每天約7500 t),居全國首位。1995年全國城市垃圾的總產量已達1億t.根據對418個大、中城市的調查統計,我國城市的垃圾產量以每年10%的速度遞增,預計到2010年垃圾年產量將達約2億t.至2014年,全國垃圾的歷年堆存量已達60多億t,侵占土地面積多達5億m2(合75萬畝)。全國600多座城市中,有200多座已為垃圾山所包圍。上海市區1260 km²範圍內有50 m2 以上的垃圾堆近2000個,占地面積約7900畝。垃圾的長期露天堆放對大氣環境、地下水和土壤等已經造成了明顯的威脅和危害。因此,大力發展我國城市垃圾焚燒技術的研究和設備的開發套用勢在必行。城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾兩大部分,其中可燃部分包括廢棄紙張、破布、竹木、皮革、塑膠和動植物殘餘物等。而不可燃部分為各類廢棄金屬、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我國城市消費水平較低,垃圾不可燃成分比例較高,熱值遠低於已開發國家。但是我國城市生活水平正在不斷提高,城市垃圾正向著含水率降低、可燃成分逐漸增加的趨勢發展,中等以上城市的垃圾熱值一般在2512~4605 kJ/kg,個別地區已達3349~6280 kJ/kg,已達到或接近垃圾焚燒的要求(熱值不小於3350 kJ/kg)。
應該引起注意的是,我國城市垃圾中不可燃成分比例大,垃圾熱值低、水分含量高,而且垃圾的成分因地域、季節、城市消費水平以及年份的不同而變化,因此要求垃圾焚燒設備對於垃圾成分的變化(特別是水分和熱值的變化)具有很強的適應應性,可以根據垃圾成分的波動對燃燒過程進行及時、有效的調整,以保證垃圾的及時引燃和穩定燃燒。自1985年深圳市從日本引進馬丁式垃圾焚燒爐以來,我國珠海、廣州等城市也相繼採用了國外垃圾層燃焚燒系統,上海浦東新區生活垃圾焚燒廠也將引進法國公司提供的傾斜往復爐排焚燒爐。應該通過引進國外先進設備,積累運行經驗,逐步消化國外先進技術,再結合我國的實際情況,開發和研製適合我國國情的垃圾焚燒設備。
分析各種城市垃圾焚燒設備的特點可知,結合我國國情來發展傾斜往復推飼爐排焚燒爐是合理可行的。在設計中,除了要考慮受熱面傳熱效率外,還應考慮受熱面和爐牆的腐蝕和磨損、煙氣淨化以及自動控制等問題。在爐拱和爐膛設計和燃燒空氣布置、分配方面,應該充分考慮到我國城市垃圾熱值低、水分含量高的特點。考慮到我國的實際情況,在研製大型垃圾鍋爐、建設大規模垃圾焚燒廠的同時,應該鼓勵開發中、小型垃圾焚燒設備。