荣盛耐材向您讲解垃圾焚烧发電(diàn)的技术特点

随着社会经济的发展，社会電(diàn)能(néng)需求量不断扩大，各种新(xīn)型发電(diàn)技术不断出现并得到了广泛应用(yòng)。现代人类生活中产生了大量垃圾，这些垃圾处理(lǐ)问题困扰着城市的发展，在这样的背景下垃圾焚烧发電(diàn)技术应运而生，通过焚烧城市生活垃圾满足電(diàn)量需求。但在清除生活垃圾的同时，也带来一些问题，有(yǒu)必要采取应对措施。

我们可(kě)以在许多(duō)看到垃圾发電(diàn)站，现阶段我國(guó)部分(fēn)城市应用(yòng)垃圾焚烧发電(diàn)技术，并取得了不错的成绩。该技术原理(lǐ)為(wèi)生活垃圾焚烧过程中产生大量热量，将这些热量收集以进行发電(diàn)。但我國(guó)垃圾处理(lǐ)技术不是很(hěn)完善，存在很(hěn)多(duō)问题，其对垃圾焚烧发電(diàn)产生影响。本文(wén)主要阐述垃圾焚烧发電(diàn)技术原理(lǐ)及特点，加以分(fēn)析，并给出有(yǒu)效的应对措施，用(yòng)以提高垃圾焚烧发電(diàn)技术的平均水平，实现资源有(yǒu)效利用(yòng)的目的。

1垃圾焚烧原理(lǐ)概述

垃圾燃烧过程较為(wèi)复杂，通常由众多(duō)环节构成：热分(fēn)解、熔融、蒸发等环节。根据垃圾可(kě)燃物(wù)质的种类，将其分(fēn)成三种燃烧方式：（1）蒸发燃烧。垃圾热熔化成為(wèi)液體(tǐ)，继续受热下蒸发為(wèi)气體(tǐ)，与空气混合后燃烧，其中典型代表為(wèi)蜡燃烧；（2）分(fēn)解燃烧[1]。垃圾受热后首先会出现分(fēn)解，挥发掉轻的碳氢化合物(wù)，余下物(wù)质為(wèi)惰性物(wù)与固定碳，挥发分(fēn)与空气混合后燃烧，余下物(wù)质与空气接触进行表面燃烧，其中典型代表為(wèi)木(mù材燃烧；（3）表面燃焼。部分(fēn)垃圾受热后不融化、不分(fēn)解且不蒸发，表面直接与空气反应后燃烧。生活垃圾的有(yǒu)机成分(fēn)复杂，燃烧过程复杂，焚烧过程可(kě)以分(fēn)成干燥、热分(fēn)解与燃烧三阶段。但实际中这三个过程并没有(yǒu)明显界限，只不过是时间存在差别。

1.1干燥。利用(yòng)热能(néng)使生活垃圾排除生成水蒸气的干燥过程。根据热量传递方式将其划分(fēn)成传导干燥、对流干燥与辐射干燥三种方式。生活垃圾一般有(yǒu)着较高的含水量，一般水含量為(wèi)30%≤n≤40%，有(yǒu)时含水量甚至更高，这个干燥过程需要耗费大量热能(néng)。当垃圾含水量过高时添加辅助燃料，促进炉温的提高，改善着火条件[2]。

1.2热分(fēn)解。其主要是指生活垃圾中的多(duō)种有(yǒu)机物(wù)在高温作用(yòng)下发生分(fēn)解或聚合的化學(xué)反应过程，其反应产物(wù)种类加多(duō)，主要有(yǒu)各种羟类、固定碳及不完全燃烧产物(wù)等。很(hěn)多(duō)物(wù)质分(fēn)解过程中发生多(duō)种反应，有(yǒu)的吸热有(yǒu)的放热。

1.3 燃烧。生活垃圾的焚烧是一个十分(fēn)复杂且混合的过程，主要包含气相燃烧和分(fēn)均匀燃烧两种反应，其过程复杂性遠(yuǎn)超气态燃烧或液态燃烧。同时，燃烧过程中要尽量使垃圾完全燃烧，避免不完全燃烧产生的环境污染与资源浪费。

2 垃圾焚烧技术要求

众所周知，停留时间、燃烧温度及过剰空气量是影响垃圾焚烧技术的三大要素，接下来筆(bǐ)者以自身观点及立场对其进行重点分(fēn)析。

(1)垃圾停留时间。垃圾焚烧中要求垃圾在焚烧炉中停留适当时间，保证其与空气有(yǒu)着足够的接触时间，垃圾完全燃烧。燃烧前可(kě)以将垃圾破碎成较小(xiǎo)的颗粒，扩大空气接触面；也可(kě)以适当延長(cháng)停留时间，加强搅拌，保证两者充分(fēn)混合；停留时间的另一个概念指的是烟气在焚烧炉中的时间，通常燃烧温度越高且烟气小(xiǎo)停留时间缩短，反之则需要适当延長(cháng)停留时间。根据垃圾性质等情况一般将烟气停留时间控制在≥1.5s。

(2)燃烧温度。燃烧温度越高，燃烧反应速度越快，焚烧炉中垃圾停留时间可(kě)以适当缩短，但过高的燃烧温度会对燃烧炉室内壁与炉排结构质量产生影响。除此之外，过高的燃烧温度还会产生大量灰渣溶结，影响到排渣及正常使用(yòng)，因此燃烧温度不能(néng)过高，比如流化床焚烧炉温度≤1200℃。

(3)过剰空气量。垃圾焚烧过程中需要控制过剰空气量，确保焚烧热效率。通常情况下，氧气浓度越高燃烧速度越快。燃烧层内确保足够的空气量，垃圾与空气湍流混合度越高，燃烧层越容易保持足够的氧浓度，加快燃烧速度。一般回转窑焚烧炉控制在50%~70%，流化床焚烧炉控制在70%~80%等。

3垃圾焚烧技术特点分(fēn)析

常见的垃圾焚烧技术较多(duō)，本文(wén)中筆(bǐ)者主要介绍三种：层燃炉技术、回转炉技术及流化床技术。

(1)层燃炉技术。此种焚烧技术优点在于不用(yòng)预处理(lǐ)入炉垃圾，整个燃烧过程飞灰量较少，且燃烧相对完全、稳定，垃圾层均匀分(fēn)布，处理(lǐ)效率较高。气燃烧等环节均是在炉排上完成，活动的炉排借助机械运动，实现垃圾的搅动与混合，使其与空气充分(fēn)接触，及时避免因垃圾入炉后遭遇强热而发生表面固化，影响内部传热与气體(tǐ)流动，导致垃圾燃烧时间延長(cháng)和不完全燃烧的情况出现。

(2)回转炉技术。回转炉焚烧技术包含贮存废弃物(wù)、进料、炉體(tǐ)、废热回收及二次污染控制等多(duō)个环节。垃圾燃烧时由高端送入低速回转的圆筒，為(wèi)保证效果布置窑身时略微前倾，垃圾在圆筒在内翻转燃烧，燃烧完全后残留物(wù)质由圆筒下段排出孔排除。实际中将回转炉分(fēn)成两种：水冷壁式与耐火砖衬式。

前者转筒周边排列水冷壁，水冷壁将筒體(tǐ)热量吸收并传送出去。将风室设置在筒體(tǐ)下部，空气通过水冷管进入到桶内，并与桶内气體(tǐ)均匀混合完成整个燃烧过程；后者可(kě)以将垃圾燃烧产生的热量收储其中，与此同时因為(wèi)燃烧过程中温度较高，空气从筒體(tǐ)一端进入造成中心出现空气过剩问题，但周边并没有(yǒu)足够的空气支持燃烧，加上筒體(tǐ)自重偏大，转速不快，筒體(tǐ)内的垃圾无法与中心空气均匀混合，燃烧效果达不到预期目标，出现大量未燃烧垃圾，效果不理(lǐ)想。

(3)流化床技术。流化床焚烧炉中物(wù)料处于悬浮状态，其中垃圾颗粒与空气充分(fēn)接触，提高烟气流速，垃圾焚烧效果较好，氮氧化物(wù)排放量可(kě)以由分(fēn)级燃烧方式有(yǒu)效控制，降低脱硫成本，综合利用(yòng)灰渣，负荷调节范围较广，燃烧过程较為(wèi)稳定。但与此同时，流化床不能(néng)焚烧大块垃圾，因此需要严格要求垃圾的前分(fēn)选与破碎工序，限制其在垃圾焚烧发電(diàn)中的应用(yòng)[7]。除此之外，炉内垃圾与砂粒呈流化状态，加上需要不时补充燃煤，烟气中含有(yǒu)大量粉尘，除尘器需要承担额外的工作量，造成飞灰量与处理(lǐ)费用(yòng)增加。近些年，燃煤价格不断上涨，飞灰量大及预处理(lǐ)等原因，制约着流化床垃圾焚烧炉的应用(yòng)。(图2所示)4 提高垃圾焚烧技术水平的措施

(1)提高垃圾热值。垃圾含水量高是造成垃圾热值偏低的主要原因，因此提高垃圾热值的主要方式就是降低垃圾含水量。其中降低垃圾含水量直接的办法就是推行干燥稳定技术，具體(tǐ)為(wèi)：采用(yòng)生物(wù)细菌技术处理(lǐ)混合垃圾，时间维持在5-7d，堆放处理(lǐ)受到重力作用(yòng)的影响，多(duō)余的水分(fēn)会被滤掉，微生物(wù)作用(yòng)下垃圾温度可(kě)达到70℃。利用(yòng)这温度进行垃圾脱水就显得很(hěn)简单。垃圾经过数周的堆放后，大大降低含水率，增加垃圾热值。这项技术目前在很(hěn)多(duō)大城市中广泛应用(yòng)，比如上海、广州及深圳等垃圾发電(diàn)厂皆采用(yòng)此技术。

(2)降低建设成本。现阶段我國(guó)垃圾发電(diàn)厂建设成本偏高的主要原因在于全部采用(yòng)成本高昂的进口设备进行垃圾焚烧发電(diàn)。依我國(guó)目前科(kē)技发展水平，生产的设备与國(guó)外相比还存在一定差距。全部采用(yòng)进口设备进行垃圾焚烧发電(diàn)会对我國(guó)垃圾发電(diàn)厂造成巨大经济压力，所以，针对此种情况，从國(guó)外进口主要的焚烧设备，再配以國(guó)内的辅助设备，保证主要设备的利用(yòng)率且发挥出辅助设备的功能(néng)，在保证垃圾发電(diàn)厂正常运行的同时降低成本。珠海市某垃圾发電(diàn)厂就采用(yòng)此法，从美國(guó)进口炉排，在采購(gòu)國(guó)内的辅助设备，使每吨垃圾处理(lǐ)费用(yòng)降低至34万元。且自2000年投产以来该设备运行状态一直良好，由此可(kě)见，焚烧设备國(guó)产化是我國(guó)降低建设成本的主要方法。需要相关生产单位不断提高自身制造技术，研发新(xīn)的设备与产品。

(3) 减少有(yǒu)害物(wù)质排放。垃圾焚烧后的尾气中，一般存在许多(duō)有(yǒu)还物(wù)质，消除有(yǒu)害物(wù)质的方法有(yǒu)很(hěn)多(duō)种，减少塑料焚烧，采用(yòng)垃圾分(fēn)拣技术等许多(duō)其他(tā)的方法，半干式加布袋除尘系统和多(duō)流體(tǐ)碱雾发生器脱硫技术就得到了广泛应用(yòng)。半干式加布袋除尘系统主要由石灰浆、布袋除尘器、活性炭几部分(fēn)组成，其除尘系统所采用(yòng)的主要原理(lǐ)是：以石灰浆中和烟气中的酸性气體(tǐ)，用(yòng)布袋除尘器消灭尾气中的灰尘，利用(yòng)活性炭的吸附作用(yòng)吸附灰尘中的二恶英和易挥发的重金属，从而有(yǒu)效降低垃圾发電(diàn)厂工作过程中给周围环境带来的有(yǒu)害物(wù)质。鉴于垃圾的复杂成分(fēn)，且从经济角度出发，多(duō)流體(tǐ)碱雾发生器脱硫技术效果显著，也经常采用(yòng)。

5 垃圾焚烧发電(diàn)技术的发展趋势

我國(guó)垃圾发電(diàn)厂中广泛采用(yòng)流化床焚烧技术，虽然燃烧效果不理(lǐ)想，但其建设成本低、环保性能(néng)好，因此在垃圾焚烧行业中占据着一半的份额。现阶段流化床焚烧项目向着污泥与垃圾混烧方向发展，目前部分(fēn)流化床垃圾焚烧项目都在掺烧污泥，掺烧污泥分(fēn)成两种：（1）湿污泥，含水量控制在80%左右；（2）干污泥，含水量控制在40%左右。根据以往经验得出，掺烧湿污泥的量一般不超过20%，主要為(wèi)避免因掺烧的量过大而影响焚烧设备和燃烧状况；而干污泥的掺烧量对于燃烧的影响并不大。由此可(kě)见，未来垃圾与干污泥混烧将是流化床垃圾焚烧技术的一种新(xīn)的发展趋势。

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