城市生活垃圾循環(huán)流化床焚燒發(fā)電技術(shù)
摘要：文章介紹了循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電技術(shù),論述它是一項(xiàng)符合環(huán)保要求且節(jié)能的新技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的減容化、無(wú)害化、資源化,垃圾是一種新的可利用能源。
1 概述
當(dāng)今世界,環(huán)境污染已成為全球性的問(wèn)題,垃圾是人類(lèi)生活的產(chǎn)物,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物質(zhì)消費(fèi)的日趨現(xiàn)代化,城市生活垃圾逐年增多,2000年我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)出量達(dá)1.5億噸/年,量大面廣的城市生活垃圾造成城鎮(zhèn)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題, 這些垃圾污染水質(zhì)、土壤、大氣，傳播疾病，影響人類(lèi)的生成環(huán)境，這些垃圾還侵占了大量的土地，影響城市的環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。如何將這些垃圾做到減量化、無(wú)害化、資源化處理，成為社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。
城市生活垃圾的處理方式有填埋、堆肥、焚燒等，我國(guó)絕大多數(shù)城市的垃圾采取簡(jiǎn)單填埋方式，這種方式簡(jiǎn)便易行，處理量大，但占用了大量耕地，同時(shí)造成二次污染。近年來(lái)，由于焚燒法處理量大、速度快、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，使其成為生活垃圾處理的主要方式。
2 城市生活垃圾焚燒發(fā)電工藝流程
城市生活垃圾的焚燒發(fā)電是利用焚燒爐對(duì)生活垃圾中可燃物質(zhì)進(jìn)行焚燒處理，通過(guò)高溫焚燒后消除垃圾中大量的有害物質(zhì)，達(dá)到無(wú)害化、減量化的目的，同時(shí)利用回收到的熱能進(jìn)行供熱、供電，達(dá)到資源化。
垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵是焚燒爐型，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的焚燒爐型有兩種，一是進(jìn)口的爐排爐，如上海江橋垃圾焚燒廠進(jìn)口的西班牙馬丁爐，投資費(fèi)用極高，日處理垃圾1000t，總投資7億人民幣，一般城市難以接受，且運(yùn)行成本高；另一種是國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的循環(huán)流化床爐，它是一種適應(yīng)國(guó)內(nèi)垃圾低熱植、高水分，難以著火問(wèn)題的爐型，正在國(guó)內(nèi)逐步推廣應(yīng)用。我公司投資2.58億人民幣，建設(shè)日處理垃圾1000T的垃圾焚燒發(fā)電廠，就是采用國(guó)產(chǎn)技術(shù)，該工程建設(shè)規(guī)模為三臺(tái) 75t/h循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐和配置二臺(tái)15MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。一期項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為2×75t/h循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐和配置2臺(tái)15MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組及相應(yīng)配套設(shè)施。目前一期工程二爐二機(jī)已投產(chǎn)，運(yùn)行情況良好，可日處理垃圾800T，日發(fā)電量60萬(wàn)kwh。
垃圾焚燒發(fā)電工藝流程如下：
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垃圾焚燒發(fā)電工藝流程 |
3 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐
循環(huán)流化床垃圾焚燒處理技術(shù)與設(shè)備是一種基于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的新型的集垃圾焚燒、供熱、發(fā)電為一體的先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)和設(shè)備，循環(huán)流化床是國(guó)家相關(guān)行業(yè)政策明確推薦的節(jié)能環(huán)保燃燒爐型，該爐型特別適用于燃用劣質(zhì)燃料，對(duì)生活垃圾的高灰分、高水分、低熱值具有較好的適應(yīng)性。
循環(huán)流化床不設(shè)爐排，以惰性物取代，在爐內(nèi)鋪設(shè)一定厚度、一定粒徑范圍爐渣作為床料，通過(guò)底部布風(fēng)板鼓入一定壓力的空氣，將床料吹起、滾動(dòng)、攪拌、翻滾，被吹出爐膛的高溫固體顆粒通過(guò)旋風(fēng)分離器和返料器被送回爐膛，形成爐內(nèi)物料的平衡，流化床內(nèi)氣固混合強(qiáng)烈，垃圾入爐后與熾熱的床料迅速混合，垃圾被充分加熱、干燥、燃燼。流化床燃燒溫度控制在850℃--900℃之間，可有效地提高出口蒸汽的參數(shù)，滿足發(fā)電、供熱要求，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：
3.1 適合焚燒低熱值的垃圾
有關(guān)資料表明，我國(guó)生活垃圾具有熱值低、水分高的特點(diǎn)，為使焚燒爐內(nèi)保持850℃以上的溫度，需要添加輔助燃料。爐排爐一般加輕柴油，運(yùn)行成本高，而循環(huán)流化床焚燒爐可用煤作為輔助燃料，加上焚燒爐內(nèi)含有一定量的爐料，爐內(nèi)氣固流體強(qiáng)烈混合，垃圾入爐即和熾熱爐料充分混合，垃圾從加熱、干燥到燃燒全過(guò)程完成迅速，床內(nèi)蓄熱量大，著火條件好，燃燒穩(wěn)定性好。
3.2 環(huán)保且節(jié)能
循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度控制在850℃--900℃之間，氮氧化物排放低。垃圾焚燒處理方式的另一重要問(wèn)題是焚燒時(shí)產(chǎn)生氯化氫和二惡英有毒氣體，根據(jù)國(guó)外科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，垃圾焚燒產(chǎn)生二惡英的條件為：燃燒溫度低于800℃，爐內(nèi)燃燒溫度不均勻，垃圾不完全燃燒導(dǎo)致二惡英前體(cp、cbs)的生成。循環(huán)流化床垃圾焚燒爐燃燒溫度穩(wěn)定且均勻，在爐型設(shè)計(jì)上使煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間加長(zhǎng)，因此破壞了有毒、有害氣體的產(chǎn)生環(huán)境，從根本上降低了有毒氣體產(chǎn)生量。同時(shí)在消納城市垃圾的同時(shí)，還可向周?chē)、供電，是一?xiàng)節(jié)能且環(huán)保的工程。
3.3 垃圾減量化程度高，灰渣可綜合利用
循環(huán)流化床垃圾焚燒爐對(duì)垃圾的燃燼率最高，灰渣中不含有機(jī)物和可燃物，焚燒后垃圾可減量80℅，減容90℅以上，灰渣無(wú)異味，可直接填埋或綜合利用。
3.4 運(yùn)行穩(wěn)定可靠
循環(huán)流化床垃圾焚燒爐無(wú)爐排等轉(zhuǎn)動(dòng)部件，設(shè)備故障率低，維修工作量小，能有效控制設(shè)備總投資，并降低系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，焚燒產(chǎn)生的熱能可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效的發(fā)電供熱，從而使垃圾處理項(xiàng)目能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。
4 垃圾焚燒的煙氣處理
垃圾焚燒帶來(lái)的新污染問(wèn)題同時(shí)也受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，特別是尾氣排放污染問(wèn)題突出，其中危害最嚴(yán)重的是二惡英，二惡英被稱(chēng)為是“地球上毒性最強(qiáng)的物質(zhì)”，它是一種含氯的強(qiáng)毒性有機(jī)化合物，其它還有粉塵、SO2、HCL等有害物質(zhì)，因此煙氣處理系統(tǒng)的合理選擇是焚燒輔助設(shè)備的重點(diǎn)。
傳統(tǒng)的脫硫、脫酸方法有濕法、干法、半干法，針對(duì)垃圾成分的復(fù)雜性，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性,我公司以傳統(tǒng)半干法為基礎(chǔ),采用上海交通大學(xué)的多流體堿霧發(fā)生器脫硫。
從垃圾焚燒爐尾部排出煙氣首先通過(guò)機(jī)械除塵器，除去煙氣中大部分的煙塵顆粒，降低煙氣中的粉塵濃度，以利于提高吸收劑的利用率。
多流體堿霧發(fā)生器煙氣脫硫（酸）方法是一種簡(jiǎn)易、緊湊、高效的半干法煙氣脫硫（酸）方法，它能夠有效克服或避免常規(guī)半干法煙氣脫硫（酸）方法復(fù)雜的漿液制備系統(tǒng)和霧化噴嘴堵塞與磨損等一系列問(wèn)題，而且能夠大幅度提高脫硫（酸）吸收劑顆粒與霧化水滴的碰撞活化效率和脫硫（酸）吸收劑的反應(yīng)活性以及脫硫（酸）效率，大大減小凈化吸收塔的體積。
該煙氣處理系統(tǒng)工藝基本原理如下：根據(jù)鍋爐煙道尺寸和煙氣量設(shè)置多個(gè)前置堿霧發(fā)生器，在其中通過(guò)雙流體噴嘴霧化的水滴與脫硫（酸）吸收劑顆粒在較高的濃度下碰撞活化，完成濕式脫硫（酸）劑堿霧的在線制備；然后，在線制備的濕式脫硫（酸）劑堿霧連續(xù)均勻地混合入具有一定停留時(shí)間的鍋爐煙道煙氣中，在煙道內(nèi)完成快速脫硫（酸）反應(yīng)，脫除煙氣中的二氧化硫和氯化氫等酸性氣體。
干法反應(yīng)塔出來(lái)的煙氣最后通過(guò)布袋除塵器，根據(jù)GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》生活垃圾焚燒尾部除塵裝置必須采用布袋除塵器，其凈化效率不受顆粒物比電阻的影響，可以對(duì)煙氣中亞微米級(jí)的固體粒子高效凈化，同時(shí)添加活性炭還可捕集煙氣中二惡英、重金屬等有毒物質(zhì)。
5 結(jié)束語(yǔ)
焚燒發(fā)電的核心設(shè)備是垃圾焚燒爐，垃圾焚燒發(fā)電處理了城市生活垃圾，焚燒產(chǎn)生的電能除13℅自用外，其余可并入電網(wǎng)為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，減輕政府負(fù)擔(dān)。盡管我國(guó)垃圾焚燒處理技術(shù)起步較晚，但由于各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的高度重視和巨大的市場(chǎng)潛力，垃圾焚燒處理技術(shù)起點(diǎn)高、發(fā)展迅速，污染控制手段完備的垃圾焚燒處理系統(tǒng)已經(jīng)成熟，隨著垃圾收費(fèi)政策的出臺(tái)，采用先進(jìn)的垃圾焚燒發(fā)電處理技術(shù)，使垃圾處理無(wú)害化、資源化、減量化，是垃圾處理的必由之路，是一項(xiàng)環(huán)保且節(jié)能的新技術(shù),垃圾是一種新的可利用能源。
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