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    城市生活垃圾焚烧发电工程中焚烧炉比较分析

    发布时间:2018/10/18 点击量:0
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      当前城市生活垃圾无害化处理方式主要包括焚烧处理、高温堆肥、卫生填埋。其中焚烧法是处理生活垃圾最有效的方法,该方法占地面积少,属于较为彻底的垃圾无害化处理方式,让城市垃圾处理基本实现了资源化、无害化和减量化。

      垃圾焚烧发电是高温焚烧收集的生活垃圾,产生的热能转化成高温蒸汽,高温蒸汽推动汽轮机转动,将热能转化为机械能,机械能带动发电机发电,将机械能转化为电能,实现垃圾的资源化、减量化。在整个生产工艺流程方面,垃圾電厂和普通燃煤或燃油电厂基本一致,唯一的区别在于燃料不同,垃圾电厂的燃料是垃圾,而普通燃煤电厂的燃料是煤。垃圾发电厂系统的组成部分主要包括储料和上料系统、烟气净化系统、汽轮发电机系统、焚烧系统、出渣系统、自动化控制和在线监测系统。

      垃圾焚烧发电工程中焚烧炉比较分析

      焚烧炉的选型对于垃圾焚烧发电厂的安全、经济、稳定运行都有至关重要的影响。当前市场上应用最广泛、技术也相应成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉、热解焚烧炉、机械炉排炉四种。

      1、机械炉排焚烧炉

      机械炉排炉是当前世界上处理量最大、运用范围最广、使用频率最高的城市生活焚烧炉型,其采用层燃燃烧技术,具有运行及维护简便、对垃圾热值适应范围广、垃圾的预处理要求不高等优势。垃圾在炉排需要通过两个燃烧区段,其着火时的热量主要来自上方的福射和烟气对流W及垃圾层内部两个方面;在炉排上垃圾着火后,由于炉排具有特殊作用,可将垃圾层不断的翻攒,从而使垃圾底部燃烧;且通过不断的翻攒,还能够起到增强透气性、助燃及燃尽等作用。

      2、流化床焚烧炉

      流化床的工作原理是:将很多炉渣或者砂子铺设在炉的内部,炉内温度升高至600℃以上,投入垃圾后需将床层温度保持在850℃。将经过破碎和分类等步骤处理后的垃圾投放到燃烧炉中,然后同时燃烧和翻腾混合掺烧比小于20%的煤粉与炉渣或砂子,如此一来由于砂子的导热性能好,且其处于沸腾状态,将使得垃圾被迅速燃烧。

      流化床焚烧炉的优势是燃烧彻底、适用性高、处理范围广等,其劣势是故障发生率高、对垃圾的破碎预处理要求较高等。近年来,尽管我国部分地区开始应用流化床焚烧炉,但由于其正常焚烧加煤是必要条件,使得其一直未得到更广泛的应用,也因为如此,将其应用在垃圾焚烧上一直存在争议,还需进一步加强。

      3、热解焚烧炉

      热解法的基本原理是:在隔绝空气情况下,在特制的热解装置中加热垃圾,通过分解其有机质,生成燃气。之后再将生成的燃气导入到内燃机或者燃气锅炉中燃烧,进而达到有机污染物分解的目的,并将其应用在供热或发电领域。热解技术的优势是适用于多种垃圾处理、使用范围广等,其劣势是容易受到垃圾特性的影响、后续热解气的特性不稳定等。该方法是一种新的垃圾焚烧方法,在近10-20年之间内才被研发出来。一般来说,这种炉型的结构较为简单,成本投入较低,未来其应用空间巨大,当前被应用最多的国家是加拿大和美国。

      4、回转窑焚烧炉

      回转窑焚烧炉的燃烧机理与水泥工业的回转窑相类似,主要由一倾斜的钢制圆筒组成,筒体内壁采用耐火材料砌筑,也可采用管式水冷壁,用保护滚筒。自入口处,垃圾进入筒体;垃圾随筒体进行同步旋转,并同时向前运动;在筒内,垃圾完成干燥、着火、燃烧、燃尽过程。

      在反应过程中,焚烧炉可根据筒体的转速改变,调节垃圾在窑内的停留时间。对于成分较为复杂、具毒害性质的工业废弃物及医疗垃圾,回转窑焚烧炉的处理效果较佳,但该炉型的应用范围具有局限性。

      5、优缺点比较

      ①回转窑焚烧炉的优势是残灰颗粒小、可高温安全燃烧、适用中小容量、垃圾搅拌及干燥性佳等,其劣势为连续传动装置复杂,焚烧热值较低,燃料的种类受到限制,对于含水分高的垃圾时有一定的难度,炉内的耐火材料易损坏等。

      ②与直燃系统相比,垃圾气化系统总体环境影响明显更优,烟气和飞灰中二噁英排放优于国家标准,气化熔融炉中的高温将飞灰的比例有效降低了,残渣填埋前,被进行了金属分离处理,大大降低了整体环境影响,渗透过程中重金属浓度均符合相关规范标准。不足之处在于由于我国垃圾气化系统的研究和应用还处于初步阶段,与垃圾直燃工程相比,其发电效率还有待提高。

      ③机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉的优点是具有适应焚烧低热值、高水分的垃圾,单炉处理量较大,宜于燃烧组分复杂的城市生活垃圾,可有效遏制二恶英类物质产生,在我国的垃圾焚烧行业,得到了广泛应用。

      炉排炉的弊端是炉床负荷小、烟气处理系统较复杂、产汽量低、燃烧效率较低、投资高、技术复杂等。流化床垃圾焚烧炉的劣势是磨损量大、烟气粉尘含量高、需要配比一定量的煤、入炉垃圾需要破碎、动力消耗大、单台处理能力相对较小等。

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