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中图分类号:K915文献标识码: A
随着经济的迅速发展和城市化进程的加快,我国大多数城市承受着城市垃圾带来的巨大的环境压力。焚烧技术作为一种可同时实现城市垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾处理技术,已成为我国部分城市垃圾处理的首选技术。因此,有必要在引进、学习、消化和掌握国外焚烧技术,分析我国现有焚烧技术和装备的优缺点的基础上,综合考虑我国城市垃圾现有的焚烧特性及变化趋势、国家环保标准的要求、经济承受能力和市场前景,加速技术引进和消化,或研究开发有自主知识产权的焚烧炉及其技术。尽管从更广泛的社会利益视角看,垃圾焚烧场的修建是正当且必需的,这种处理方式因其具有显著的减容化、稳定化和无害化越来越受到重视,一定程度上可以缓解“垃圾围城”的困境。
1 焚烧技术的应用及发展状况
1.1 国外焚烧技术及设备
国外垃圾焚烧处理起步较早,已发展了约100a,处理技术工艺和设备已较为成熟。目前的焚烧方式主要有:层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。用于垃圾焚烧处理的焚烧炉型有:机械炉排焚烧炉,热解焚烧炉,旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。虽然从燃烧方式看,流化床有很多优点,但在用于处理城市垃圾时存在很多问题,在很多国家使用受到限制;旋转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物,在城市垃圾的处理中应用不多;目前使用较多且单炉处理容量最大的还是机械炉排焚烧炉,常用的有马丁炉排炉和滚筒炉排焚烧炉等;而从烟气污染控制来看,热解焚烧炉有很大的优点。
1.2 国内焚烧技术及设备
我国城市垃圾焚烧技术始于80年代末,在90年代后期得到了迅速发展,现在全国有30多家生产商、研究单位和大专院校在研究开发各种焚烧技术及设备。目前国内正在使用或研究开发出的焚烧炉,或借鉴国外已有的焚烧炉,引进或仿制国外80年代的炉型与设备系统;或以一般燃煤锅炉或其他工业炉窑为参照,将这些燃烧技术和工艺移植过来进行垃圾焚烧处理。
2 城市居民视角下政府垃圾焚烧管理困难的原因分析
2.1 当地居民对垃圾焚烧的担忧过大
垃圾焚烧会产生如二f英、底灰和重金属等污染物,不仅污染周围环境,而且对周围社区居民的健康财产造成威胁。而且,垃圾焚烧设施给当地居民造成的负面影响不仅仅是健康方面,之后还会延伸为经济、社会和心理等方面的影响。
2.2 地方政府对垃圾焚烧管理决策考虑不充分
地方政府在对垃圾焚烧管理决策时,如对当地居民进行利益损失补偿机制的制定等,一般仅涉及到垃圾焚烧对当地居民产生的直接影响,而未能充分考虑垃圾焚烧带来的间接潜在影响。当地居民由垃圾焚烧带来可观测到的身体健康影响产生的信仰,不仅包括身体健康方面,而且辐射到经济、社会和心理等方面。如对当地居民的房屋财产价值利益损失、社区景观的破坏导致旅游业收入降低等,地方政府可能就没有考虑。而在其他方面的政策制定上也存在类似欠缺的考虑,致使当地居民的利益受损得不到合理补偿,因而地方政府对垃圾焚烧管理制定措施就会遭到很大抵制,难以实施。
2.3 居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作,导致信任危机
决策程序不开放,决策始终于行政部门内部,导致居民对攸关切身利益的项目运作没有真正的参与权、决定权,因而居民的利益需求无法体现在政府决策上。如果当地居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作,那么其由垃圾焚烧带来的身体健康影响辐射到经济、社会和心理等方面的影响,地方政府在对垃圾焚烧管理决策时就会容易忽视,决策就难以奏效。而且,政府主管部门给居民的汇报中往往是各种污染物指标监测符合标准要求,而实际中居民看到的却是垃圾焚烧设施外早晚排放浓烟,周围社区更是气味熏天。居民多途径、多方式的反映二次污染问题,却始终得不到满意解决方案,导致居民质疑政府的公信力,对于政府制定的管理措施当然予以抵制。
3 解决对策及其建议
3.1 主要对策
根据上述原因分析,可以得出问题的关键是当地居民在经受垃圾焚烧设施带来健康危害之后,由身体健康影响辐射到对经济、社会和心理等多方面的担忧,导致当地居民强烈反对垃圾焚烧,地方政府对垃圾焚烧管理政策也就难以奏效。如果地方政府能找到垃圾焚烧设施对当地居民产生其他诸方面担忧的身体健康影响,并且制定相关政策予以改善,将会在很大程度上减弱垃圾焚烧设施对当地居民的影响辐射效应,降低其对垃圾焚烧设施的担忧,将会大大增加政府决策的效果。
( 1) 首先,政府部门在对垃圾焚烧设施附近居民进行调研时,须承认当地居民对垃圾焚烧一些直观和潜在影响的担忧,而不是去争论或否定其对这些担忧的理解。这样,会减低居民的焦虑和恐慌。
( 2) 其次,根据当地居民对垃圾焚烧设施的担忧态度,逆向推理找出导致这些担忧态度的影响。通过倾听居民对焚烧设施直观上的担忧,并予以交流来确定潜在放大的信仰效应,来了解居民反对的根本原因。
( 3) 最后,政府部门应予以认可,并继续追问居民对这些信仰背后的身体健康影响。如垃圾焚烧炉的哪些特征让其产生对农作物的担忧,农民会提到农场附近的垃圾反应堆和焚烧炉产生的浓烟。
3.2 建议
地方政府应尽量降低当地居民对垃圾焚烧的担忧,制定管理政策时应考虑充分,并建立利益相关居民有效参与监管机制,才能有效解决城市垃圾焚烧管理的困境。
(1)充分考虑政策的制定与管理
地方政府在对垃圾焚烧管理决策时,要充分考虑垃圾焚烧带来当地居民的间接潜在影响,多方面补偿当地居民损失的利益,才能使其认可并支持政府部门在垃圾焚烧设施的管理,改善城市“垃圾围城”的困境。
(2)建立利益相关居民有效参与监管的机制
政府部门对垃圾焚烧设施的监管,有必要向潜在受害者的周围居民全方位开放,以接受利益相关居民有效参与监管。因此,政府部门不仅可以了解当地居民的利益需求,以完善管理政策的制定,而且很好地降低当地居民对垃圾焚烧的担忧,建立双方良好的信任关系,能更好地推进城市垃圾处理进程。
4 结语
在我国推广垃圾焚烧处理技术的关键, 是积极研究开发具有自主知识产权的、经济高效的焚烧炉并实现国产化。要满足尾气排放标准, 降低焚烧系统投资和运行费用的关键是使垃圾及其产生的燃烧烟气中的有毒有害有机物充分燃烧焚毁。面对城市垃圾焚烧管理的困境,政府需要改变决策模式,更多的从当地居民的角度考虑,并对其损失予以多方面的补偿。降低居民对垃圾焚烧的担忧程度,制定完善、合理的政策措施,才能提高垃圾焚烧决策的效果,从而更好地推进城市垃圾处理进程。
参考文献:
[1]刘东,李璞. 我国城市生活垃圾焚烧存在的问题与对策分析[J]. 生态经济,2012(5):165-170,176.
【摘 要】近年来城市生活垃圾正明显的泛滥于全世界,如何采取有效措施来处理这些垃圾变的愈来愈重要,我国的垃圾产量惊人,但垃圾焚烧处于起步阶段,介于其对节约资源,改善环境的重要意义,生活垃圾焚烧是十分必要的。
关键词 垃圾焚烧;残渣;飞灰
1 焚烧概念
焚烧是人们常见的一种对生活垃圾进行处理的方法,焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应,其好处就在于让垃圾的体积得到最快的缩减,以达到无害化处理的目的。垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。
通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解,达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物,如果有机物是有毒有害物质,一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法,必须注意不造成空气的二次污染。
2 焚烧特点
焚烧处理工艺的优点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,能将大量有害的废料分解,并转化成无害的物质。其缺点较为明显,如生产成本高,垃圾焚烧灰渣处理难度大。
3 焚烧技术
垃圾焚烧技术:国内外垃圾焚烧技术主要有三大类: 旋转燃烧技术( 也称回转窑式) 、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
3.1 旋转燃烧技术
旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑, 其内壁可采用耐火砖砌筑, 也可采用管式水冷壁, 用以保护滚筒。它是通过倾斜筒体连续、缓慢地转动, 利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部, 然后靠垃圾自重落下, 由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触, 完成着火、燃烧和燃尽三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。
3.2 炉排炉层状燃烧技术
层状燃烧技术发展较为成熟, 这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点, 许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定, 层状燃烧关键是炉排。
垃圾在炉排上通过三个区段: 预热干燥段、燃烧段和燃尽段。
3.3 循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧是20 世纪80 年展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式, 我国科研工作者做了大量的工作, 流化床燃烧技术目前已趋于发展成熟。
4 灰渣处理
4.1 残渣处理
炉排中燃尽的炉渣只有原来体积的10%左右,它掉落到除渣机中,通过水的降温,液压式除渣机将冷却后的炉渣沥干后送入皮带输送机,在皮带输送机的转换端头加装多级除铁器,利用磁铁将金属铁分拣出来,为进一步提高分拣效果,工厂中一般在炉渣输送过程中配置振动装置和破碎装置,加大分拣力度。精细分选后的灰渣,通过传送带送入灰渣储坑,运出工厂。由于燃烧后的灰渣属于密实的、不腐败的无菌物质,因此,主要用于铺路或填海的材料,也可将垃圾焚烧炉残渣制成建筑材料。
4.2 飞灰
目前,国内外垃圾焚烧发电厂烟气处理系统普遍使用的工艺流程如下:首先,从余热锅炉出来的烟气流经洗涤塔,将喷进洗涤塔里的石灰浆和氯化氢酸性气体进行充分的接触、反映、去除。其次,垃圾焚烧的烟气飘进袋式除尘器,这些烟尘都被收集下来,从除尘器出来的符合环保标准的烟气经烟囱排入大气。再者,工作人员通过向烟气中加活性炭,重点吸附烟气中的二恶英和气态汞等重金属。国内外开发应用于焚烧飞灰无害化和稳定化处理的方法可以归结为高温处理、湿式化学处理与固定稳定化三种。此外,还有生物浸出提取、高温热分离等方法。
飞灰一般经稳定化处理后,送至填埋场填埋,以后随着科技的进步很有可能广泛用于建筑材料,肥料和土壤改良剂,吸附物等。
5 结束语
随着我国城市的发展,城市垃圾的产生量逐年增加,垃圾焚烧处理也越来越普遍,如何利用好垃圾焚烧技术,处理好焚烧后产生的炉渣和烟气更是迫在眉睫。目前,垃圾焚烧是生活固体废弃物处理的有效措施,掌握垃圾焚烧炉设计和制造技术尤为重要,炉渣和飞灰的有效资源化利用有着很好的现实意义。
参考文献
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[2]何晶晶,宋立群,等.垃圾焚烧炉渣的性质及利用前景[J].中国环境科学,2003.
一、垃圾危机是挑战、也是历史机遇
哪里有人居住,哪里就有垃圾。垃圾不断产生,日积月累,造成垃圾围城,酿成全球的垃圾危机。为了破解垃圾危机,余式正先生长期致力于探索破解垃圾处理的创新之路。从2005年首次把干馏技术用于垃圾处理,发明高温干馏垃圾焚烧炉开始,不断探索,先后又发明了无二f英和废气排放的第二代垃圾干馏气化炉和第三代垃圾干馏焚烧炉。
二、实现垃圾焚烧的三项技术革新
1.杜绝二f英的产生。
垃圾焚烧不可避免会产生二f英,受到群众的强烈反对。余式正分析认为:二f英是由一个或两个氧原子结合两个被氯取代的苯环(下图),可见它的产生必须具备两个必要的条件:有氯存在和发生氧化反应。垃圾成分复杂,混合垃圾不能没有氯存在;焚烧是氧化反应,刚好满足二f英产生的两个条件,据此可以判断,垃圾焚烧不可避免会产生二f英。但同时也告诉我们,为杜绝二f英的产生就不能同时满足产生二f英的两个条件,对有氯存在的混合垃圾应该先让垃圾干馏。所谓干馏就是固体的有机物在隔绝空气的状态下加热分解的化学反应过程。垃圾干馏因为不发生氧化反应就不产生二f英;干馏的结果垃圾中的有机物分解生成干馏煤气和碳化物残渣,再燃烧干馏煤气或碳化物,因为没有氯的存在也不会产生二f英。这是垃圾焚烧杜绝二f英产生的利器,也是杜绝二f英产生的理论根据。
2.消灭废气排放实现彻底的无害化。
垃圾焚烧生成大量温室气体,消灭废气排放就成为垃圾焚烧的第二次技术革新。垃圾干馏以后留下碳化物残渣,燃烧碳化物为垃圾干馏和干燥提供热量,同时也把碳化物加热到高温,高温的碳化物把燃烧产生的CO2还原生成CO收集利用,于是,就消灭废气排放,实现垃圾焚烧既不产生二f英、又没有废气排放的彻底的无害化。
3.变废为宝、节能减排实现真正的减量化。
减量化的含义包括变废为宝、节能减排和不增加新的污染。第三代垃圾干馏焚烧炉把废弃的垃圾变成清洁燃气,变废为宝;可以替代化石燃料,实现节能减排;没有饱含二f英的飞灰,垃圾日产日清,不产生臭气和渗滤液,才是真正的减量化。
4.垃圾无需分类,利润丰厚实现充分的资源化。
其实,垃圾中隐藏着丰富的热力资源,利用热力资源何需垃圾分类和分选! 垃圾通过干馏就把有机物和无机物完全分开,既减少显热损失、简化处理工艺、节省许多成本;又能够多发电,经济效益明显;也不产生二f英,于是,垃圾处理将告别政府补贴,成为利润丰厚的新能源产业,垃圾成为名副其实的城市矿藏,获得良好的社会效益和经济效益。
三、垃圾干馏焚烧炉的技术创新
第三代垃圾干馏焚烧炉克服炉排炉的不足,采取以下的技术创新措施:
1.打破常规实现垃圾焚烧技术的革命、走杜绝二f英产生的治本之路。
2.消灭废气排放,实现垃圾处理彻底的无害化和真正的减量化。
3.通过垃圾处理的效率革新,大大降低成本,提高经济效益,无需政府补贴,仍有丰厚的利润。
4.创建垃圾自上而下、热流自下而上合理的立式干馏焚烧炉的结构,垃圾彻底燃尽。
5.为了防止偏烧,独创燃烧温度分区闭环控制和最佳控制。
6.独创负压燃烧、设备简化、防止臭气泄漏、便于引入富氧燃烧独树一帜。
7.独创单元组合,设备标准化生产,灵活组合实现产品系列化、大型化。
8.独创自动拨火提高燃烧效率事半功倍。
9.可以封炉,实现垃圾日产日清,无需渗滤液处理、无需臭气治理。
10.突破过去垃圾处理被认为是公益事业的观点,今后将告别政府补贴,成为有厚利可图的新能源产业,破解垃圾危机指日可待。
四、垃圾焚烧和垃圾综合利用殊途同归
垃圾进行综合利用首先需要分选,分选不仅成本高,还仅仅是垃圾处理的开始,然后还要分类处理,门类多、工艺复杂、效益低,真正成功的案例不多,所以未被认可。
第三代垃圾干馏炉先让垃圾干馏就是垃圾分选方法的革新,可称之为“热分选法”,垃圾通过干馏就把垃圾中的有机物和无机物分得一清二楚,既是垃圾处理的开始,也是垃圾处理的结束,并且同样不产生二f英,既克服缺点,又保留了垃圾综合利用的优点,也就是垃圾综合利用重大的技术革新。
于是,垃圾焚烧与垃圾综合利用技术革新的结果都使用第三代垃圾干馏焚烧炉,相同的设备和相同的工艺,最终实现殊途同归,垃圾焚烧和垃圾综合利用两种技术就统一起来了。
五、突破技术瓶颈、缓解能源危机
我国的能源资源匮乏,有希望成为替代化石燃料的新能源必须具备以下条件:
1.资源极大丰富。否则不能满足能源的需求;
2.生产工艺简单、生产成本低,才能有竞争能力;
3.能够大规模生产才能满足能源的需求;
4.可持续、可再生、没有污染。
摘要:简要介绍了我国垃圾焚烧的发展现状和垃圾焚烧处理技术的现状,对垃圾焚烧炉的炉型进行了技术比较与分析,对常用的机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉的优缺点进行了比较,最后提出了各种炉型的适用条件。
关键词 :垃圾焚烧;机械炉排焚烧炉;流化床焚烧炉;回转窑焚烧炉
中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1008-9500(2015)01-0033-03
垃圾焚烧是指采用热力技术使垃圾分解并无害化、减量化的过程,这是一种回收废物中能量、矿物质及化学成分的方法。垃圾焚烧的过程也是减少废物体积和危害的过程,并可减少或去除可能有害的物质。随着垃圾焚烧技术、装备与污染防治设施的不断发展与完善,焚烧已成为发达国家和地区处理生活垃圾的主要方式。
1我国垃圾焚烧发展现状
1988年我国在深圳建立第一座垃圾焚烧发电厂,采用日本三菱马丁进口设备和技术。近年来我国垃圾焚烧发电厂建设逐年增加,到2012年全国已运营的垃圾焚烧厂达到138座。除内蒙古、江西、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆9省区外,其余22个省市均有分布,其中浙江(26座)、江苏(21座)、广东(18座)、福建(12座)4省占到近60%。整体上呈现东部>中部>西部的趋势。
“十二五”期间,我国垃圾焚烧设施建设处于高速发展期,预计到2015年底,投产和在建的生活垃圾焚烧发电厂将超过300座。《关于印发“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》(国发办[2012]23号)中要求,到2015年,全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上,其中东部地区达到48%以上。
2垃圾焚烧处理技术现状
目前,城市生活垃圾焚烧的主流设施主要为机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。欧洲90%以上的焚烧厂采用机械炉排路;日本大型城市垃圾焚烧厂基本采用机械炉排路,市、町、村的垃圾焚烧炉以流化床焚烧炉居多。我国目前(截至2014年5月)建成并投运的178座生活垃圾焚烧发电厂中,采用机械炉排炉技术的电厂达到106座,设计处理规模10.5万吨/日;采用流化床技术的电厂为67家,设计处理规模5.8万吨/日。采用机械炉排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海地区,尤其是省会级和副省级城市居多;采用循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区地级市和中西部地区。
此外,热解气化焚烧技术近年来得以应用。该技术包括热解和气化两个过程,热解是在无氧或缺氧的条件下,利用高温使生活垃圾有机成分裂解,从而脱出挥发性物质并形成固体焦炭的过程;气化是指反应物在还原性气氛下与气化剂反应,生成以可燃气为主的热转化过程。按照热备运行方式可分为固定床、流化床、回转窑及其他类型的反应器等多种。该技术具有投资小、运行成本低、使用寿命长等特点,适用于产生量相对较小的中、小城市(包括县、乡镇)的生活垃圾处理。
3垃圾焚烧炉型比较与分析
常用的垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉等3种,3种炉型的主要特点分析如下。
3.1机械炉排焚烧炉
机械炉排焚烧炉是国际上比较成熟的技术,运行可靠度较高,燃烬度好,适用于大处理量、高热值的垃圾焚烧,是大部分发达国家采用的炉型,在国际上约占有80%的市场份额。机械炉排焚烧炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排炉两大类。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌,具有较理想的燃烧条件,可实现垃圾完全燃烧。滚动炉排炉由于排汽孔容易堵塞,维修工作量相对较大,因此使用率较往复炉排炉低。
机械炉排焚烧炉的优缺点比较见表1。
3.2循环流化床焚烧炉
循环流化床燃烧技术是20世纪60年展起来的一种新型清洁燃烧技术。该技术的基本特征在于在炉膛下部布置有耐高温的布风板,板上装有载热的惰性颗粒,通过床下布风,使惰性颗粒呈沸腾状,形成流化床段,在流化床段上方设有足够高的燃烬段(即悬浮段)。一般物料投入流化床后,颗粒与气体之间传热和传质速率很高,物料在床层内几乎呈完全混合状态,投向床层的垃圾能迅速分散均匀。由于载热体存有大量的热量,投料时炉温不会产生急剧变化,使床温的温度易保持稳定,避免了局部过热,因此,床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高、负荷调节范围宽、炉内燃烧强度大、适合燃烧低热值垃圾的优点。主要的流化床焚烧工艺形式有鼓泡流化床、转动流化床和循环流化床等几种,其中国内较多采用循环流化床形式。
循环流化床焚烧炉的优缺点比较见表2。
3.3回转窑焚烧炉
回转式焚烧窑炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动,使垃圾均匀混合并沿倾角度向倾斜端翻腾状态移动。为达到垃圾完全焚烧,一般设有两个燃烧室。其独特的结构使几种传热形式中完成垃圾干燥、挥发分析出、垃圾着火直至燃尽的过程,并在二燃室内实现完全焚烧。
回转窑式焚烧炉对焚烧物变化适应性强,特别对于含较高水分的特种垃圾均能实行燃烧。
回转窑焚烧有3种焚烧方法,即灰渣式焚烧、熔渣式焚烧、热解式焚烧。
3.3.1灰渣式焚烧
灰渣式焚烧炉的回转窑温度控制在800~900℃之间,垃圾通过氧化熔烧达到销毁,回转窑窑尾排出的主要是灰渣,冷却后灰渣松散性较好。
3.3.2熔渣式焚烧
熔渣式回转窑焚烧炉主要是处理一些单一的、毒性较强危险废物,温度一般在1500℃以上,目的是提高销毁率。由于熔渣式回转窑焚烧炉炉膛温度较高,辅助燃料耗量增大,致使回转窑耐火材料、保温材料消耗量高。
3.3.3热解式焚烧
热解式回转窑焚烧窑内温度控制在700~800℃之间,垃圾在回转窑内热解气化,产生可燃气体进入二燃室燃烧,可以大大降低耗油量。另外由于温度低,热损失少,烟气量在3种处理工艺中最低,随之装机容量降低,运行成本大大降低,但是其缺点是灰渣残留量高,灰渣焚烧不彻底。
回转窑焚烧炉的优缺点比较见表3。
4结语
综上所述,比较几种炉型特点,机械炉排焚烧炉受热面磨损小、无需混煤燃烧,灰渣产量低,一般适用于各种规模的垃圾焚烧厂,尤其是大中型的垃圾焚烧厂;流化床焚烧炉由于投资较少,一般处理规模较小,适用于中小型、垃圾质量较不稳定的焚烧厂;回转窑焚烧炉一般用于小规模特种垃圾如医疗垃圾、工业垃圾等,不适合大规模生活垃圾处理。
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1、炉排炉型焚烧炉
机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的 预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。
为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜 15°~26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。
对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁 易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短, 产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。因此, 炉膛出口温度应保证不低于 850℃,烟气滞留时间不低于2s。
机械炉排炉的技术特点如下:
(1)由于鼓风压力小,风机装机容量小,动力消耗小。
(2)由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小,除尘器的负 荷和运行成本相对降低。
(3)主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油,不掺烧煤。
(4)进炉垃圾不需预处理。
(5)焚烧炉内垃圾为稳定燃烧,燃烧较为完全,炉渣热酌减率较低。
(6)设备年运行时间可达8000h以上;
(7)垃圾需要连续焚烧,不宜经常起炉和停炉。
由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉,北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉,如浙江温州、福建晋江等,但是处理规模一般在400t/d以下。
2、流化床焚烧炉
流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板,使 用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到 700℃~750℃的砂子流 态化床中,进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬,不燃物和焚烧残渣 随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉 外。中等颗粒的渣和石英砂,通过提升机送入炉内循环使用。
流化床垃圾焚烧炉优点:
(1)流化床适用性广,生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技 术处理。
(2)从燃烧理论上讲,流化床可使可燃垃圾与空气充分接触,所以不仅燃烧速度快,而且燃烧完全,即灼减率小(<2%)。
(3)过剩空气系数低,并采用分级送风,减少NOx的生成量。
(4)流化床内无转动的机械设备,故制造简单,造价较低。
流化床垃圾焚烧炉不足之处:
(1)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,使其颗粒尺寸均匀化,一般破碎至15cm以下,易造成恶劣的工作环境。同时较多的辅机故障率高,动力消耗大。
(2)空气鼓入压力高,焚烧炉本体阻力大,动力消耗相对较高。
(3)流态化焚烧导致烟气粉尘含量高,烟气净化系统负荷增大,除尘的费用随之提高。
(4)需要掺加燃煤辅助燃烧。但根据国家有关政策,对掺煤部分的发电量不享受电价优惠。在目前煤价较高的情况下,掺煤影响企业的经济效益。同时,国家要求关停小火电的现行政策对流化床焚烧炉不支持。
(5)由于砂体不断翻动,对耐火内衬磨损大;同时,烟气流速高,对焚烧炉的冲刷和磨损严重。因此,焚烧炉运行可靠性相对较低,厂家保证年运行小时数7200小时,实际运行小时数一般低于7000h。
3、回转窑焚烧炉
回转窑焚烧炉技术的燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,其内壁可采用耐火砖砌筑,也可采用管式水冷壁,用以保护滚筒。回转窑直径为4~6m,长度约10~20m,可根据垃圾的焚烧量确定。它是通过炉本体滚筒连续、缓慢转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻滚,可与空气得到充分接触,经过着火、燃烧和燃烬三个阶段进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒的一端送入,热烟气对其进行干燥,在达到着火温度后燃烧,随着筒体滚动,垃圾得到翻滚并下滑,一直到筒体出口排出灰渣。当垃圾含水量过大时,可在筒体尾部增加一级炉排,用来满足燃烬,滚筒中排出的烟气,进入一个垂直的燃烬室(二燃室)。燃烬室内送入二次风,烟气中的可燃成分可在此得到充分燃烧。燃烬室温度一般为1000~1200℃。回转窑式垃圾燃烧装置设备费用低,厂用电耗与其他燃烧方式相比也较少,但焚烧低热值、高水分的垃圾时有一定的难度。
回转窑焚烧炉对垃圾成份适应性强,广泛应用于销毁工业废物和焚烧复杂的干、湿混合垃圾,如污泥等。物料由回转窑筒体一端送入,随着筒体的转动,物料在筒体内翻动前进、燃烧,直到燃烬成灰渣从筒体另一端落出,掉进灰斗。筒体轴线与水平面成一定倾角,以保证物料向前运动。
回转式焚烧炉既有炉排炉直接处理垃圾(不需预处理)和流化床焚烧炉物料与空气充分接触完全燃烧的优点,又避免了炉排炉的炉排需经常更换造成维护费用较高的缺点,但回转炉处理量小。
4、垃圾热解气化焚烧炉(CAO)
垃圾热解气化焚烧炉(Controlled Air Oxidation 可控空气氧化技术,简称CAO技术),是一种控制空气燃烧技术。CAO系统可分为加热干燥、热解气化、残碳燃烧、可燃气燃烧等4个区域。CAO第1燃烧室中,通入少量空气,在一定温度下,垃圾长时间停留,部分气化,部分分解,部分燃烧。灰渣和不能热分解的物体(如金属、玻璃等)经过自动清灰系统排出炉外。产生的可燃烟气进入上部的第2燃烧室,再配以空气,在超过1000℃的高温下经过2s的充分燃烧后排出。这些高温气体可以引入余热锅炉回收热量,之后采用NaOH 碱液净化,达标排放。
该炉型主要优点:
设备结构简单,维护较容易,动力消耗低;厂房高度低;热解法烟气中NOx含量相对较低。
该法不足之处主要为:
CAO燃烧系统在一定程度上解决了城市垃圾的处理问题,垃圾不用分选就可以充分地分解和燃烧,但对于水分超过40%的垃圾,在不投油助燃时则不能稳定燃烧。设备处理能力较小,单台处理能力一般为150t/d以下;厂房占地面积大;热量回收率低,焚烧后炉渣灼减率较高。热解炉不能适应高水份、低热值垃圾的处置,因此在我国广泛应用垃圾热解气化焚烧炉技术还有一定困难。
引言
工业垃圾是指工业生产过程所产生的废弃物。与生活垃圾相比,工业垃圾的破坏性更强,且工业垃圾处理过程有可能对生活环境造成破坏,因此必须高度重视对工业垃圾的处理。常见的工业垃圾处理技术包括焚烧处理、固化处理、卫生填埋等,但工业界往往把焚烧技术看作工业垃圾处理的最终选择。若想有效控制工业垃圾焚烧处理的效果,则必须提高对工业垃圾焚烧过程的控制。随着计算机技术的发展,自动化技术也呈现出迅猛发展的势头,同时工业垃圾焚烧自动化运作对热工仪表功能及性能的要求也越来越高,如此便要求热工仪表必须尽快从技术角度及设备角度进行改进。为此,文章作者结合实践经验,浅析工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用。
1 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的概况
热工仪表是指热工控制仪表,此乃工业垃圾焚烧的中枢系统,同时也是实现热工自动化的重要部件。工业垃圾焚烧的热工仪表是指用来捕捉及调控工业垃圾焚烧运作参数的控制性仪表。此热工仪表是由高智能型设备仪表、现代电子信息技术及热能控制理论有机结合而成,具体包含程控仪、变换器、传感器等部分,同时各部经电缆线连接起来,由此确保连接线路的完整性及控制系统的可靠性。据此可知,工业垃圾焚烧热工仪表的最大优势是把高新热能工程理论与智能化监管能力结合起来,由此实现工业垃圾焚烧运作的科学性、可靠性、经济性。目前,市面销售的热工仪表的种类较多,比如气动型、电动型、液动型、混合型、自力型热工仪表(按能源分类);DCS型、组装型、单元组合型、基地式热工仪表(按结构分类)。工业垃圾焚烧热工仪表自动化运作是指工业垃圾焚烧过程,对数据的测量及信息的计算处理进行自动化调控,同时实现自动预警等。实践证实,工业垃圾焚烧的热工自动化仅依靠热工控制仪表及相关自动化设备便可实现。因为工业垃圾焚烧运作过程,热工仪表发挥着关键性的作用,因此热工仪表的选择必须慎重,同时必须确保所选热工仪表的质量及性能,由此改善热工仪表的自动化条件。为此,下文着重谈论工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状。
2 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状
跨世纪以来,我国工业经济呈现出迅猛发展的势头,同时对工业垃圾的高效处理也变得十分迫切。除此以外,工业垃圾焚烧技术的改进也带动着热工仪表的更新换代,比如自动化控制技术,进而实现热工仪表性能更好且运行更可靠,并最终实现工业垃圾焚烧效率最大化。
据调查结果显示,DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域,且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。DCS系统(又称集散型或分布式控制系统)是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上,同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心,所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果,而若想避免此情况的发生,最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术,即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来,由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。截至目前,DCS系统与个人计算机(PC)已经能够经可视化操作平台实现完美结合,因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程,DCS系统的操作变得更加方便。除此以外,随着DCS系统与PLC间共通性的增加,DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低,如此便可实现信息参数的再加工或共享,进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而,随着DCS系统功能的增加,DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面,例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度,进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时,FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善,但就上位机体对信息的需求而言,DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制,因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。
3 结束语
跨世纪以来,我国工业经济的发展持续呈现出高速发展的势头,但同时工业垃圾的处理也日渐紧迫。比较多种处理方法后发现,焚烧垃圾具有垃圾减量最彻底及回收热能的优点,因此焚烧已成为处理工业垃圾的主要方式。考虑到工业垃圾焚烧过程存在诸多不确定性,因此必须切实控制好工业垃圾焚烧的运作效率,尤其是对热工仪表运作效率的控制。由此可见,对热工仪表自动化技术的研究具有现实意义。长期以来,DCS系统就被广泛应用到工业垃圾焚烧控制领域。研究表明,DCS系统的应用对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。但是,随着工业垃圾处理量的增加及处理要求的提高,DCS系统的应用应从两方面进行改进,即对DCS系统进行优化升级;实现DCS系统与其他先进技术的融合,进而实现工业垃圾焚烧效率的提高。
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垃圾焚烧发电是指使用特殊的垃圾焚烧设备,以城市生活垃圾为燃烧介质,在对垃圾进行焚烧处理的同时,利用其生产的能量进行发电的一种新型发电方式。焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中的可燃物质进行进行焚烧处理,通过高温焚烧消除垃圾中的大量有害物质,达到无害化、减量化、资源化的目的,同时利用回收到的热能进行供热、供电,达到废弃资源有益化利用。
随着我国经济的发展,居民生活水平的提高。固体废弃物也呈现出持续增长的趋势。据统计,2010 年我国城市垃圾年产量约为 25 亿 t,并预计今后10 年,我国垃圾将以 3%~4%的速度增长。 我国大中城市堆存量已超过60 亿 t,绝大部分未经处理的垃圾堆存在城郊,侵占土地面积达5亿,近三分之一的城市被垃圾包围,城市垃圾的处理迫在眉睫。对垃圾处理不当,会造成大气、水、土壤的污染,还会占用大量土地,制约城市的生存与发展。目前,我国采取主要的垃圾处理方法为填埋、堆肥和焚烧,但其易造成二次污染。世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动做法,而是采取积极有力的措施,科学合理地综合处理和利用垃圾。在这种情况下一些大中城市已纷纷实施垃圾焚烧发电项目。
一、城市生活垃圾焚烧发电的意义
从20世纪70年代到90年代中期的20多年间是垃圾焚烧技术发展最快的时期。垃圾焚烧发电法是一种比较有效的垃圾处理方法。它的减量化、资源化和无害化效果都比较理想。影响垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染防治技术特别是废气处理技术是否科学有效。从世界范围看,垃圾燃烧发电已得到普遍认同,技术成熟,产业化程度较高。在我国,长期以来城市生活垃圾均是作为废弃物被居民丢弃,然后通过填埋等方式简单处理,不仅占用了大量土地,而且极易造成二次污染。随着社会工业化进程的加快,人类对煤炭、石油和天然气等一次能源的需求量越来越大,然而化石资源逐渐趋于枯竭,其环境压力也日益沉重。“十一五”期间,我国人口在庞大的基数上还将增加4%,城市化进程将加快,经济总量将增长40%以上,社会经济发展与资源环境约束的矛盾越来越突出,环境保护面临越来越严峻的挑战。为实现可持续发展,改善生存环境,发展可再生能源逐渐受到重视,人们对生活垃圾也有了新的认识,逐渐把它当作资源来看待和利用。利用城市生活垃圾焚烧发电、供热具有积极的意义,在实现垃圾处理无害化、减量化和资源化的同时,可替代部分煤炭等一次能源,有助于缓解煤炭等的供应和运输压力,减轻社会对一次能源的依赖,改善和优化我国能源产业结构。
二、垃圾焚烧发电的基本流程
垃圾由运输车运至焚烧厂,经地磅称重后,开至卸料大厅,卸到至垃圾坑。垃圾坑容积可堆放3~5天的焚烧量,垃圾在坑内发酵,脱水后,由垃圾吊车将垃圾送入给料斗,并送入焚烧炉内燃烧。在垃圾贮坑的上部设有一、二次风机的吸入口,垃圾贮坑内的臭气由一、二次风机送入炉膛内燃烧,一是可维持垃圾坑负压运行,防止臭气外逸;其二可将垃圾贮坑内的臭气在焚烧炉内进行热分解。燃烧的火焰及高温烟气,经自然循环锅炉,产生中温中压蒸汽,为汽轮发电机组提供汽源。锅炉、汽轮发电机组由中央控制室集中控制和监视。垃圾焚烧后炉渣落入捞渣机,经冷却后的炉渣转运到制砖厂综合利用。预处理电除尘器系统收集的飞灰不属危险废弃物,收集后转运到水泥厂或搅拌站等处综合利用。半干式烟气净化装置收集的飞灰属危险废弃物,输送到固化车间,经水泥固化养护检验合格后,运输至政府填埋场隔离安全填埋。垃圾渗滤液经处理后,达标排放。经处理的烟气指标达到环保要求,由引风机送入烟囱排出。(主要流程如图1)
图1垃圾焚烧发电主要工艺流程
三、垃圾焚烧发电的优势
过去处理垃圾的主要方法是填埋,填埋处理方式主要有以下缺点:侵占大量的土地资源;垃圾渗漏液和散发的臭气对土壤、地表水、地下水和大气造成长期严重污染;垃圾堆放场所是蚊蝇和病源菌滋生的地方,而且产生的沼气易发生爆炸,威胁居民的安全健康,严重影响城市景观和城市形象。垃圾焚烧发电处理方式与填埋处理方式及其他城市垃圾处理方法相比具有以下独特的优点:
(1)减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80% ~90%。
(2)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭病原菌,尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等,几乎是唯一有效的处理方法。
(3)减轻或消除后续处置过程对环境的影响。可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分,还可以减少温室气体,例如甲烷排放。
(4)有利于实现城市垃圾的资源化,充分利用垃圾焚烧技术转化为再生能源。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,可以用来供热或发电。
(5)可全天候操作,不易受天气影响。以垃圾替代煤、石油或天然气等有限资源作为发电燃料,节省天然资源,处理效率高。
(6)焚烧厂占地面积小,可以在靠近市区的地方建厂,既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离,焚烧发电处理的操作费可望低于填埋,对于经济发达的城市,尤为重要。基于以上这些优点,说明焚烧处理是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效的手段之一,是未来垃圾处理的发展方向。
四、垃圾焚烧技术类型及特点
(1)层燃炉技术
这种焚烧方式不需对入炉垃圾作严格的预处理,活动炉排的机械运动能实现对垃圾的搅动与混合,可防止垃圾进炉后遇到强热产生表面固化,进而影响垃圾内部传热和气体流动,以致延长垃圾的燃烧时间,导致不完全燃烧。垃圾的干燥、着火、燃烧及燃烬等一系列过程都在炉排上进行,故处理效率高;垃圾层均匀,燃烧较稳定、完全,飞灰量少。
(2)回转炉技术
回转窑焚烧炉通常包括废弃物接纳贮存、进料、炉体、废热回收和二次污染控制等部分。窑身为一微倾斜布置、低速回转的圆筒,垃圾从高端送入,在筒内翻转燃烧,直至燃烬从下端排出。有水冷壁式和耐火砖衬式两种。其中,前者有水冷壁沿回转筒周向排列,以吸收焚烧后放出的热量,降低筒体温度。筒体下部设置风室,空气由水冷管进入,穿过底部料层,混合较均匀。耐火砖衬式的筒内壁用耐火砖衬里,蓄热量大,燃烧温度高,但其空气由筒体一端送入,致使筒中心空气过剩,而筒底部得不到应有的空气,同时因其筒体重、惯量大、转速低,因而垃圾的翻动和搅拌不充分,燃烧速度和效果不如水冷式。
(3)流化床技术
流化床焚烧炉物料处于悬浮状态,空气与垃圾充分接触,烟气流速高,燃烧效果好,分级燃烧有效降低氮氧化物的排放、低成本脱硫、灰渣易于综合利用、负荷调节范围大、燃烧稳定。但是,流化床一般难以焚烧大块垃圾,因此对垃圾的前分选和破碎工序要求严格,由此限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。另外,由于垃圾和砂粒在炉内呈流化状态,加上补充燃煤,所以烟气中的粉尘含量较大,除尘器负担加重,飞灰量增多,处理费用增加。近年来,由于煤价的上涨,飞灰量大、需要预处理等原因,使得流化床垃圾焚烧炉在我国的应用和发展受到一定的制约。
五、垃圾焚烧发电前提要求
1.垃圾焚烧发电厂必须具有一定的规模,这样才能实现其可持续生产的目的,如果规模不够,不仅不能盈利,还要财政补贴,也没有足够的资金来采用更加先进的工艺和设备,其排放的污染物也很难达到国家的排放标准。新建焚烧发电厂应优先选用成熟技术,审慎采用目前尚未得到实际应用验证的焚烧炉型。其中基本技术要求:生活垃圾在焚烧炉内应得到充分燃烧,二次燃烧室内的烟气在不低于 850 ℃的条件下滞留时间不小于 2 s,焚烧炉渣热灼减率应控制在 3%以内。
2.加强规范生活垃圾处理企业环境管理
生活垃圾处理企业要建立污染排放日常监测制度,每月向当地环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门报告运行情况和监测结果并向社会公开。新建生活垃圾焚烧设施必须安装自动在线监测系统,对燃烧温度等主要运行工况和烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等主要污染物排放情况进行实时监测,并在企业主要出入口附近等显著位置设立显示屏,向社会公示监测数据,对群众普遍关心的二英需半年作一次检测。要记录并定期公开活性炭使用量,接受社会监督。自动监测系统应当与环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门联网。
[中图分类号] R124.3 [文献码] C [文章编号] 1000-405X(2015)-2-290-1
垃圾焚烧是一种最常见的垃圾处理方法,利用焚烧过程中产生的热能能够进行发电、供热,同时解决了掩埋、堆放垃圾导致的占用空间的问题。但是,传统的垃圾焚烧方式也有一些的弊端,比如说在焚烧的过程中,可能会产生一些有毒有害物质,主要是以粉尘、二f英等为主,这些物质会对环境带来一定的污染。无害化垃圾焚烧技术,旨在解决传统的垃圾焚烧处理当中产生的二f英、粉尘等问题,避免焚烧垃圾对环境造成二次损害。
1垃圾焚烧产生的污染物及焚烧技术改造
1.1垃圾焚烧产生的污染物
垃圾焚烧是垃圾处理的一种有效的方式,但是焚烧的方式并不能完善彻底的处理垃圾,会剩下25%-35%的低渣残留,还有5%左右的飞灰,飞灰是垃圾焚烧的主要污染物。在飞灰当中,重金属含量比较高,这些中金属都是原来垃圾中所含的重金属污染物,在焚烧过程中发生的迁移和转化,富集在了飞灰当中。
在传统的垃圾焚烧处理当中,不论是工业在利用的焚烧处理,还是一般性的焚烧处理,飞灰直接被排放在大气当中,由此也产生了较为严重的二次污染。主要重金属污染物包括Si、Al、Fe等氧化物,这些氧化一般是因为在焚烧的过程中为了促进垃圾充分燃烧,在垃圾当中掺加了一些煤中导致的。二f英和呋喃主要是焚烧中的垃圾中塑料制品所含有的。当然,不同的垃圾焚烧方式,所产生的污染物在量上有比较大的差异,比如说流化床焚烧技术上比较先进,燃烧的也比较彻底,产生的二f英、呋喃的含量相对比较少,而采用炉排式焚烧炉焚烧方式,所产生的二f英和呋喃的含量相对来说就比较高。
1.2垃圾焚烧技术改造
国内目前在垃圾焚烧当中基本上都是采用的炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉,要想减少这两种垃圾焚烧方式产生的污染物,最好的方法就是对其进行技术改造。
但是,升级和技术改造的难度相对来说比较大。现有一些学者对现有的垃圾焚烧炉的改造集中在粉尘收集装置上,通过改进提高了粉尘收集设备的收集能力,对产生的废气进行过滤。典型的收尘设备为锥形,这种锥形收尘器是目前国内应用最为广泛的收尘设备,收尘效果差。现有的粉尘收集设备粉尘收集能力比较差,在收集的过程中排风设备会排除很多废气。
针对这种情况,可以采用袋式收尘设备,将产生的废气、飞尘分别进行处理,先将传统的立式收尘器改为袋式收尘器,袋式收尘器的优点是能够实现气尘分离,粉尘经过沉淀,收集在收集袋当中,然后再通过空气净化设施,净化空气当中的各种有毒有害气体,这样就减少了污染物向环境排放。
2飞灰的无害化处理
在垃圾焚烧当中,收尘器收集的飞灰中含有大量的有害物质,如果采用传统的深埋处理,也会对环境造成不利影响,在实践当中可以采取其他方面对其进行无害化处理。
2.1作为路基或建筑材料使用
垃圾焚烧飞灰与粉煤灰在性质上有很多相似之处,遇水具有凝硬的特点。粉煤灰作为一种资源再利用材料,经常被用于路基或建筑材料使用,在垃圾焚烧飞灰的无害化处理当中,也可以将其作为一种路基或建筑材料使用 。与水泥混合使用,一些实验结果表明,使用以后的混凝土强度、硬度,都能达到路基材料的标准和要求。而混凝土在水化过程中产生的水化物及碱性环境,能够有效的抑制重金属的渗滤,其形态和含量固定良好,保证路基或建筑体达到环保方面的要求。采集炉排炉和硫化床两种焚烧垃圾废水,按照相同的比例与水泥、水混合搅拌,制成混凝土实验块,在相同养护条件下养护四周,测定水泥块的强度结果发现,与一般的沙料制成的混凝土在硬度、强度等方面没有明显的差异。使用TCLP1311测量水泥块的重金属渗滤特性,结果显示水泥块的表面重金属含量不足规定标准的10%,完全能够达到路基或建筑材料使用。由此可以看出,水泥对飞灰当中的重金属具有良好的固化作用,在Pb、Zn、Cu、Cd上固化的效果最好。因为在水化的过程中,重金属通过吸附、化学吸收、沉降、离子交换等方式,与水泥发生反应,形成氢氧化物和络合物,这两种物质的性质都比较稳定。
2.2水泥生产原材料
水泥是CaCO3与黏土混合物、其它材料混合,经过高温煅烧成熟料,再将其与其它产假无,研磨成粉。垃圾焚烧飞灰当中,所含有的Ca、Si、Al,都是水泥生产中的重要原材料,从理论上来讲可以作为水泥生产的原材料,替代水泥生产当中的CaCO3,可以大大减少煅烧时消耗的能量,同时减少CaCO3使用过程中分解释放出的CO2。由于垃圾飞灰的成本相对于CaCO3要低的多,也能有效的降低水泥生产成本。在飞灰用于水泥生产的高温热处理实验当中,结果发现对飞灰进行热处理以后,重金属可以被固化、蒸发,当温度达到1000℃以上的时候,飞灰中的重金属含量能够降低90%以上。这说明,垃圾飞灰用于水泥生产,能够有效的降低飞灰的中各种有毒有害物质的含量,完全能够达到水泥生产标准。但是,水泥生产中的产生的蒸发物含有一定的有毒有害处例,需要对蒸发物进行回收再利用。
总之,垃圾焚烧是目前处理城市生活垃圾的主要方式,在垃圾焚烧再利用当中,应该的进行升级与改造,实现垃圾焚烧的无害化。
据调查结果显示,DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域,且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要,同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。
DCS系统(又称集散型或分布式控制系统)是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上,同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心,所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果,而若想避免此情况的发生,最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术,即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来,由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。
截至目前,DCS系统与个人计算机(PC)已经能够经可视化操作平台实现完美结合,因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程,DCS系统的操作变得更加方便。除此以外,随着DCS系统与PLC间共通性的增加,DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低,如此便可实现信息参数的再加工或共享,进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而,随着DCS系统功能的增加,DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面,例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度,进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时,FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。
尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善,但就上位机体对信息的需求而言,DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制,因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。
随着城市人口不断聚集,生活水平日益改善,生活垃圾产量随之迅速增长。如果垃圾不能得到及时而恰当的收集、运输和处理,将带来一系列的社会问题和矛盾,尤其是在人口集中的大城市,垃圾围城与城市发展的矛盾越来越凸显。垃圾焚烧技术具有占地小、垃圾减量化稳定化无害化程度高、能量利用率高以及二次污染程度低等优点,是目前国外应用比较普遍的垃圾处理方法。
近年来,人们的环保意识不断加强,由于对周围环境的影响,垃圾发电厂作为厌恶性设施产生了一定的邻避效应, 为了回应社会诉求,尽量规避垃圾电厂带来的环境影响,同时顺利开展项目建设和运营,妥善处理社会关心的重点问题,各地垃圾焚烧发电厂的建造和运营标准都大幅度提高。近两年,新建垃圾发电厂的烟气污染物排放标准已普遍执行欧盟排放标准,即 EU2000/76/EC。
NOx的排放标准受到了很大关注,控制更为严格。新的标准规定,新建项目按照新标准执行,已运营项目或已通过环境评级的项目按照旧标准执行到 2015 年 12 月 31 日,意味着自 2016 年 1月 1 日起,所有生活垃圾焚烧发电厂必须全面执行新标准。这就要求所有的生活垃圾焚烧厂必须配备足够的烟气处理设施,并实现良好运营。本文着重讨论垃圾焚烧发电厂烟气净化中的脱硝技术应用。
1 氮氧化物的形成
垃圾焚烧过程中,固态物质经过燃烧会变成气态物质或其他形式,可能对环境造成更大危害。垃圾焚烧过程中产生的 NOx主要是指一氧化氮(NO)以及二氧化氮(NO2),其中,NO 在较高温度下生成,而 NO2在低温条件下较为稳定,NO在空气中能与O2或 O3反应而转化生成 NO2。
焚烧炉内,温度及燃烧垃圾的化学组分是决定 NO 生成量的主要影响因素。根据氮元素来源和生成条件的不同,NOx的来源主要分为空气中的氮(热力型 NOx)和燃料中的氮(燃料型 NOx)。(1)热力型 NOx是由于空气中含有的氮和氧在高温条件下相互反应而产生的。 (2)燃料型 NOx,垃圾中含氮的化合物被分解并氧化就可生成。在燃烧过程中,这些含氮有机化合物受热分解产生一些低分子量的氮化物或 NH2、CN、HCN、NH3等自由基,然后被氧化生成 NO 和水,同时,这些自由基还可以与 NO 反应生成 N2和水。是垃圾焚烧厂脱硝的主要目标。控制燃料型 NOx需要注意燃烧中的过量空气系数,其与这种类型的 NOx的生成呈正比,也是垃圾焚烧发电过程燃烧控制考虑的最重要的因素之一。(3)氮氧化物还可有另一种生成类型,即瞬时型 NOx,其原理为在高温条件下,燃料中的含碳氢化合物形成挥发物,分解后生成了 CH 自由基,氮气与之发生反应,生成 HCN 和 N 等中间产物基团。N 原子再与O2反应生成 NO,部分 HCN 分别与 O2和 NO 反应生成 NO 和 N2。这一反应过程因为其反应速度很快,仅需要 60ms,故称为瞬时型 NOx,受温度影响较小。由于瞬时型 NOx仅在碳氢浓度十分高的燃料燃烧时才会产生,需要深度富燃的条件,对于垃圾焚烧过程来说,这种类型的 NOx产量很小。
2 脱销技术
(1)SNCR 技术是选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction)是在烟气温度 850~1100℃,在O2 共存的条件下,向炉膛中直接加入氨液或是尿素等脱硝剂,将氮氧化物还原成为氮气与水。由于此法不需催化剂的作用,从而可避免催化剂堵塞或毒化问题的发生。其去除效率受到脱硝剂与氮氧化物接触条件(如炉膛温度随垃圾特性的变化及反应时间的影响)而有很大的变化,因此喷嘴吹入口的位置必须根据炉体形式、构造及烟道形状予以确定。SNCR 技术一般采用氨或尿素等作为还原剂,使用喷枪将还原剂喷入焚烧炉内高温区,将 NOx分解成 N2与 O2,达到去除 NOx的目的。然而在发生还原反应的同时,作为还原剂的氨如果喷入太多,不能及时反应完全,就会导致一系列后续问题。比如残留在烟气中,与烟气中的 HCl 反应,而产生气态氯化铵,导致从烟囱排出烟气时变成白烟,部分铵盐沉积在锅炉炉壁及后端布袋除尘器上,产生腐蚀作用,同时导致其他污染物的增加,因此有的研究建议NOx去除率最好限制在50%左右。
(2)SCR选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气, SCR 技术是在催化剂的作用下,还原剂 NH3将烟气中的NOx还原为N2的工艺。其反应过程一般认为是一分子 NH3与一分子 NO 反应,会产生一分子 N2,同时催化剂被还原;O2的存在可以使得催化剂重新被氧化,从而完成整个催化循环过程。这也是这种工艺被称作选择性催化还原法的原因。
选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术,它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。
(3)SNCR+SCR 联合脱硝技术
由于 SCR 和 SNCR 各自具有其优点,但同时又各有不足,单独使用其中任何一种技术,均不能在脱硝效果和经济上同时满足项目要求。而 SNCR 和 SCR 并不是互斥的两套系统,相反,当两种技术同时联合使用时,可以有效中和两种技术的缺点,在投资费用和脱硝效率间找到最优平衡。所以当要在节约投资和控制运营成本的情况下,同时保证达到超过 80%的脱硝效率,还要保证低的氨逃逸率,可采取将 SNCR和 SCR 两种工艺组合的方式,合理分配 NOx脱除负荷,满足排放要求,并尽可能降低造价。由于 SCR 进口的 NOx大部分已经被前序 SNCR 除去,所以 SCR 所需的催化剂和反应器都将变小,投资成本也将降低很多.值得注意的是,垃圾焚烧发电项目采用 SNCR+SCR 联合脱硝技术时,为减少能量的投入,降低运行成本,必须尽量降低布袋除尘器出口烟气(150-190℃)的所需升温温度,应选用活性温度尽可能接近于除尘器出口温度的催化剂。
3 脱硝技术可比性分析
SNCR 技术较 SCR 系统简单,占地面积小,投资少,约为 SCR 工艺总投资的1/7~1/3,不需要催化剂,能量消耗少,运行成本较低,工艺改造难度较小,仅需对垃圾发电厂余热锅炉烟道加以改造即可。SNCR 工艺的脱硝效率一般情况下只有30~40%,如工艺设计达到一定要求,可达 60~80%,但脱硝效率越高,要求的运行条件也就越高,且难以保证整套系统的稳定运行。对于南京江南垃圾焚烧发电项目来说,要确保稳定达标运行,仅采用 SNCR 脱硝工艺,是不能满足 NOx的排放限值要求的。
SCR 技术的脱硝效率更高,单独使用该系统脱硝效率可达到 80%以上。但该工艺需要在炉外添加独立的催化脱硝系统,占地面积比 SNCR 系统所需的面积大。同时,燃煤火电厂使用的 SCR 高温催化剂的活性温度为 300-420℃,如垃圾焚烧的SCR 系统采用相同的催化剂,则需要将布袋除尘器出口的烟气(150-190℃)升温至320℃左右。处理规模为 500t/d 的垃圾焚烧系统,其布袋除尘器出口烟气温度每提升 10℃,消耗主蒸汽的量约 0.95t/h,占主蒸汽量的近 2%,如果将烟气温度从150℃升温至 320℃,所需的主蒸汽量将达到 16.15t/h,意味着要损失 33%的主蒸汽,这将大大增加生产能耗,降低垃圾电厂的运行效益。所以这种高温 SCR 脱硝工艺不适用于垃圾焚烧电厂。
与单独使用 SNCR 技术相比,SNCR+SCR 联合脱硝技术既可以提高脱硝效率又可以减少氨逃逸;与单独使用 SCR 技术相比具有药剂使用少、投资和安装费用少、反应器小、烟气脱硝控制范围大等优点。还可以显著提升烟气净化效果,特别是明显持续降低二f英的排放量,并实现除白烟效果,且实际建设和运行成本较为可控。因此,SNCR+SCR 联合脱硝技术在经济次发达、但排放要求较高的情况下可以选用。值得注意的是,垃圾焚烧发电项目采用 SNCR+SCR 联合脱硝技术时,为减少能量的投入,降低运行成本,必须尽量降低布袋除尘器出口烟气(150-190℃)的所需升温温度,应选用活性温度尽可能接近于除尘器出口温度的催化剂。工业生产的低温催化剂活性温度在 160-250℃左右。使用低温催化剂系统,在布袋除尘器出口烟气温度为 150-190℃的区间,不需要加热,烟气直接与还原剂混合,在催化剂的作用下,脱除 NOx。而在中温催化剂的系统中,需要对烟气进行再加热,才能发生还原反应。在系统布置上要增加蒸汽预热器以及烟气-烟气换热器。所以使用低温催化剂的建造和运营成本都更低,在脱硝效率方面,经过持续不断的研究,低温催化剂的效率与中温催化剂相比,脱硝效率相当,而使用寿命更长。
【参考文献】
1引言
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高,城市垃圾的产生量也逐渐增多。在当今世界,大量的垃圾已成为城市中一个长期存在的污染源。对垃圾的处理不当,可能会造成严重的大气污染、水污染和土壤污染,并将占用大量的土地。因此,如何经济、有效地进行垃圾处理,是成为我国和世界其他各国面临的一个亟待解决的问题。
2垃圾处理现状及发展趋势
据有关资料统计,我国仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨,而且,这些城市垃圾量以每年7~8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低――目前处理生活垃圾的方法除露天堆放外,主要采用卫生填埋。但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。现在,随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。
垃圾焚烧是目前固体废弃物处理的有效途径之一,其目的在于垃圾的无害化处理和利用。在西方发达国家,垃圾焚烧技术的应用已经有将近130年的历史,而且目前仍被认为是最有效、经济的垃圾处理技术之一。此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供热能,产生很好的经济效益。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点。我国在垃圾焚烧技术的研究、设备开发和应用方面起步较晚。相比之下,我国在垃圾焚烧处理上仍处于摸索与研究的阶段。九十年代在各大城市以及沿海城市地区开始重视垃圾焚烧技术的应用,但由于焚烧技术、烟气处理技术引进的步伐不能跟上,投资控制不下来,一直未能有实质性的进展。有些地方由于难于寻找合适的垃圾填埋厂以及受资金方面的约束,只注重把垃圾烧掉,没有考虑好如何烧好、烧透以及如何作好环境保护与能源利用。
垃圾焚烧处理的关键设备是垃圾焚烧炉,通过它将垃圾焚烧,因此,焚烧炉的性能将直接影响到垃圾焚烧处理的效果和经济性能。下面我们将通过对垃圾焚烧炉的发展过程以及使用情况进行分析,以便得出一种适合我国实际情况的合理的焚烧炉方案。
3垃圾焚烧处理之关键设备――焚烧炉
3.1 垃圾焚烧炉发展的主要型式和特点
垃圾焚烧技术已经经历了将近130年的发展过程,垃圾焚烧技术和设备已经日臻完善并得到了广泛的应用。西方发达国家目前通用的垃圾焚烧系统主要有以下几类:
(1)垃圾层燃焚烧系统,如采用滚动炉排、水平往复推饲炉排和倾斜往复炉排(包括顺推和逆推倾斜往复炉排)等。层燃焚烧方式的主要特点是垃圾无需严格的预处理。滚动炉排和往复炉排的拨火作用强,比较适用于低热值、高灰分的城市垃圾的焚烧;
(2)流化床式焚烧系统,其特点是垃圾的悬浮燃烧,空气与垃圾充分接触,燃烧效果好。但是流化床燃烧需要颗粒大小较均匀的燃料,同时也要求燃料给料均匀,故一般难以焚烧大块垃圾,因此流化床式焚烧系统对垃圾的预处理要求严格,由此限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展;
(3)旋转筒式焚烧炉,其特点是将垃圾投入连续、缓慢转动的筒体内焚烧直到燃烬,故能够实现垃圾与空气的良好接触和均匀充分的燃烧。西方国家多数将该类焚烧炉用于有毒、有害工业垃圾的处理。
3.2 当今垃圾焚烧、技术面临的新情况和新问题
在当今高度工业化的时代,城市垃圾焚烧技术面临着许多新情况和新问题:
(1)在经济发达国家,城市垃圾堆积密度小、热值高且灰分和水分较低;
(2)垃圾焚烧排放标准日益严格,特别是要求烟气中有害物质的排放得到有效的控制。除了烟尘之外,垃圾焚烧烟气中主要的有害物质有CO、SOx、NOx、有机碳以及二氧(杂)芑(二恶英,dioxins)和呋喃(furane)。通过对燃烧技术的改进和焚烧过程的调整,这些物质的产生和排放可以在一定程度上得到控制。相比较而言,在本世纪五十年代以前仅对垃圾焚烧炉的烟尘排放以及最低焚烧温度有过限制。规定最低焚烧温度(如800℃)目的在于将产生刺激性气味的有害物质在炉子中充分燃烬;
(3)从焚烧炉投资和运行经济性的角度来看,其焚烧量应为3 t/h到20~25 t/h。
因此,现代垃圾层燃焚烧系统应该满足以下要求:
⑴拨火作用强,以保证整个炉排面上垃圾的均匀、充分燃烧并防止结渣。影响炉排拨火作用的主要因素有:
① 炉排的型式;
② 炉排运动的方式和强度;
③ 炉排倾角和垃圾在炉排面上的移动方向等;
⑵为了保证垃圾的及时引燃、充分燃烧和燃烬,炉排应分成干燥和引燃区、主焚烧区和灰渣燃烬区三个区域;
⑶燃烧设备应该具有对经常发生的垃圾成分(水分或者热值)突然出现波动情况的适应能力。当垃圾成分发生波动时,焚烧炉垃圾给料量以及一次风量及其分布和温度均应及时准确地予以调节;
⑷对燃烧空气(一次风和二次风)进行预热;
⑸具有投入某些添加剂的可能性,以降低某些有害物质如二恶英、NOx和SOx的排放量;
⑹将整个燃烧过程划分为垃圾焚烧阶段和烟气中可燃有害物质的燃烧阶段,后一阶段烟气的燃烬需要足够的空气。在垃圾焚烧阶段需限制燃烧空气量,以避免炉膛温度的强烈波动以及产生过多飞灰;
⑺保证较低的灰渣和飞灰含碳量(1~3%),燃烬良好。
3.3 倾斜往复推饲炉排焚烧炉的发展前景
现代垃圾层燃焚烧炉炉排的主要型式之一是往复推饲炉排,其中应用最广泛的应是单级或多级布置的顺推倾斜往复炉排。垃圾由机械给料装置自动进入炉膛,先后在炉排上经过干燥和引燃区、主焚烧区以及燃烬区,完成整个焚烧过程,垃圾在炉膛内的停留时间一般为1小时。借助于炉排倾角并通过炉排的往复运动,垃圾在向灰斗的运动过程中不断地得到翻搅,拨火作用强。为了适应焚烧量、垃圾种类以及成分的变化,燃烧空气量及其分布均可调节,并可分为一次风、二次风或者三次风分别配给。德国EVT公司的垃圾焚烧系统是采用顺推倾斜往复炉排的典型例子。其特点在于采用一个链条炉排来保证垃圾的均匀和连续输送。通过对链条炉排传送速度的无级调节,使得焚烧炉能够对垃圾热值的波动作出灵活的反应,有利于燃烧工况的调节。
滚动炉排也是一种前推式炉排,一般由倾斜布置的多个滚筒组成。滚筒在液压装置的作用下作旋转运动,使得滚筒上的垃圾在燃烧过程中形成波浪式的运动,垃圾从而得到充分的搅拌,拨火作用强,燃烧充分。该类焚烧炉炉膛的设计合理地结合了滚动炉排的特性和垃圾焚烧的特点,前面的几个滚筒为垃圾的干燥和燃烧区,能使高水分、低热值的垃圾迅速得到干燥并及时着火。低热值的垃圾在前拱高温辐射的作用下,形成垃圾焚烧所必需的高温区域,以使垃圾充分燃烧并减少有害物质的产生和排放。在后拱的作用下,火焰和高温烟气直接冲刷后面滚筒燃烬段上的垃圾,以促使垃圾的进一步燃烬。逆推倾斜往复炉排的典型代表是德国马丁公司的炉排,其与前推倾斜往复炉排的不同之处在于炉排片的运动方向与垃圾运动方向相反。因此,采用逆推倾斜往复炉排可使来自主焚烧区域的灼热灰渣与干燥引燃区域中的垃圾更加充分地混合,有利于垃圾的引燃。可见,这种炉排更加适用于水分高、热值低的垃圾的焚烧。
分析各种城市垃圾焚烧设备的特点可知,结合我国国情来发展倾斜往复推饲炉排焚烧炉是合理可行的。在设计中,除了要考虑受热面传热效率外,还应考虑受热面和炉墙的腐蚀和磨损、烟气净化以及自动控制等问题。在炉拱和炉膛设计和燃烧空气布置、分配方面,应该充分考虑我国城市消费水平较低,垃圾不可燃成分比例较高,热值远低于发达国家的特点。不过我国城市生活水平正在不断提高,城市垃圾正向着含水率降低、可燃成分逐渐增加的趋势发展,中等以上城市的垃圾热值一般在2512~4605 kJ/kg,个别地区已达3349~6280 kJ/kg,已达到或接近垃圾焚烧的要求(热值不小于3350 kJ/kg)。考虑到我国的实际情况,在研制大型垃圾锅炉、建设大规模垃圾焚烧厂的同时,应该鼓励开发中、小型垃圾焚烧设备。