城市生活垃圾焚烧处理技术进展案例分析

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水平固定炉床式垃圾焚烧炉
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• 间歇进料、间歇出灰、劳动强度大、环境条件差。 • 只有简单的烟气处理系统，二次污染严重。
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有烟气净化和热能回收利用的焚 烧
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热解气化熔融焚烧
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• （1）将热解气化焚烧炉所产生的炉渣（含有重金属）和
飞灰（含有二噁英和重金属）返回焚烧炉一燃室的高温
• 焚烧法不但可以处理固体废物，而且还可以处理液体废物和气 体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用 于处理危险废物，危险废物中的有机固体、液态和气态废物， 常常用焚烧来处理。
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焚烧技术的定义及特点
• 优点：大大减少了需最终处置的废物量、减容、去毒、能量回 收、化学物质回收及资源回收。
• 缺点：费用昂贵、操作复杂、严格、要求工作人员技术水平高、 产生二次污染物如SO2、NOX、HCl、二噁英和焚烧飞灰等。
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焚烧技术的历史及发展
• 现代垃圾焚烧技术的历史可以追溯到19世纪的英国和美国， 最早的固体废物焚烧装置是1874年和1885年分别建于英国和美 国的间歇式固定床垃圾焚烧炉。随后，德国（1896）、法国 （1898）、瑞士（1904）也相继建成。20世纪初，欧美一些工 业发达国家开始建造较大规模的连续式垃圾焚烧炉。
• 现状：全世界共有生活垃圾焚烧厂近2200座，其中生活垃圾焚烧
发电厂约900座;总处理能力为57. 6万t/d，年生活垃圾焚烧量约为1. 5亿t。这些焚烧设施绝大部分分布于发达国家和地区，约有35个国 家和地区建设并运行生活垃圾焚烧厂。
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• 流化床燃烧技术已发展成熟，由于其热强度高，更适宜燃
烧发热值低、含水分高的燃料。同时，由于其炉内蓄热量大， 在燃烧垃圾时基本上可以不用助燃。垃圾进行一系列筛选及粉 碎等处理后送入流化床内燃烧，床层物料为石英砂，布风板通 常设计成倒锥体结构，风帽为L型。床内燃烧温度控制在800900℃。一次风经由风帽通过布风板送入流化层，二次风由流 化层上部送入。采用燃油预热料层，当料层温度达到600℃左 右时投入垃圾焚烧。该炉启动、燃烧过程特性与普通流化床锅 炉相似。
• 工程选用的循环流化床焚烧炉由无锡太湖锅炉有限公司生产，目前 该类焚烧炉已在宁波、东莞、嘉兴等城市垃圾处理中投入运营。
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来宾市垃圾焚烧发电厂工程简介
• 从已投入运行的循环流化床焚烧炉运行检测结果分析，焚烧 炉在燃烧低位热值生活垃圾并添加辅助煤（其混合物低位发热 量在8700kJ/kg）的情况下，在烟气净化系统仅采用Ca（OH）2 作为吸收剂不加活性碳时，各项排放指标全部达到我国生活垃 圾焚烧污染控制标准，用灰渣制砖各项检测指标均不超过相关 标准限值。
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• 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，回转窑直径 为4-6m，长度10-20m，根据焚烧的垃圾量确定，倾斜放置。每台垃 圾处理量目前可达到300t/d（直径4m，长14m）。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。它是通过炉本体滚筒缓 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，进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒一端送入，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。
城市生活垃圾焚烧处理技 术进展案例分析
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焚烧技术的定义及特点
• 固体废物的焚烧是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空 气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中 的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现 废物无害化、减量化、资源化的处理技术。
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Hale Waihona Puke 第二十四页，编辑于星期六：十六点 四十七分 。
• 到2010年5月底，国内己经建成的垃圾焚烧发电厂有82座，总处理 能力约为7万t，总装机容量超过1 400 MW，其中采用炉排炉和流化 床炉的焚烧厂占了主要部分，同时炉排炉的实际焚烧处理量要明显 多于流化床炉处理量。
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• 虽然不同燃烧技术的焚烧厂的燃烧系统及焚烧炉的炉体结构各不相 同，但垃圾焚烧炉的设计都必须充分考虑到垃圾在炉内停留时间、 燃烧温度以及烟气在炉内的停留时间和充分紊流，从而达到垃圾中 固体和气体完全燃烧，并控制恶臭及二噁英的产生。
• 由于我国生活垃圾厨余较多，垃圾水分大，热值低，采用添加煤助 燃循环流化床焚烧炉焚烧生活垃圾，可保证垃圾燃烧状况的稳定和 完全燃烧，在投煤助燃运行及采用针对二噁英的烟气处理装置措施 后，二噁英的排放量完全可以降低到对环境无害的安全水平。
• 层状燃烧技术、流化床燃烧技术和旋转燃烧技术
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• 层状燃烧技术发展较为成熟，一些国家都采用这种燃烧技
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：预热干燥区、主燃区和燃烬区。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，不断地推动下落，引起垃圾底部也开始 着火，连续的翻转和搅动，使垃圾层松动，透气性加强，有助 于垃圾的着火和燃烧。
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• 我国由于经济水平的限制，长期以来焚烧法在我国垃圾处理
中的应用还相对较少，发展水平也较滞后。20世纪80年代，深 圳垃圾焚烧发电厂从国外引进成套焚烧处理设备建成了我国第 1座现代化的焚烧厂。该厂1988年投入运行，日处理垃圾300 t， 并配有发电设备。10多年来运行良好，为垃圾焚烧发电积累了 宝贵经验。
区，使其熔融，达到消除二噁英和重金属固化稳定化的 目的。
• （2）高温熔渣焚烧炉：在焚烧炉的熔融室内直接将 垃圾热解后产生的残渣熔化，经冷却后成为玻璃体。
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生活垃圾焚烧处理概况
• 特点：城市生活垃圾焚烧处理具有占地面积小、场地选择易、处
理时间短、减量化显著(减重一般达70%，减容一般达90%)、无害化 较彻底以及余热可回收等特点。
• 欧盟25个国家年焚烧处理量占总量的35 %， • 其次日本占27 %， • 美国占22 %， • 东亚部分地区(中国台湾、韩国、新加坡、泰国、中国澳门、中国
大陆等)占12% • 其他地区(俄罗斯、乌克兰、加拿大、巴西、摩纳哥等)占4%
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• 欧盟目前生活垃圾年焚烧处理量5 300万t，垃圾焚烧所产生的
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设计燃料 设计燃料热值
燃烧温度 助燃用燃料 灰渣热灼减
额定蒸发量 额定蒸汽温度
连续排污率 一次风热风温度 一、二次风比例
设计热效率
特性
城市生活垃圾+烟煤 8700kJ/kg 850~950℃ 煤 ＜3.0%
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• 日本垃圾处理主要以焚烧处理为主，2002年生活垃圾焚烧量4 031.
3万t，占总量的78.4%，直接填埋处理的仅有4. 3 %，堆肥处理约为0. 1 %，其余为回收资源化处理。2002年日本有生活垃圾焚烧厂1490座， 其中处理量大于300 t/d的焚烧厂206座，小于100 t/d的焚烧厂有902 座(占全部焚烧厂数量60 % )。 • 随着环保要求的提高，从1975年到2002年日本非连续的小规模垃圾 焚烧厂数量从1678座下降到911座，同期的连续式大规模垃圾焚烧厂 从286座增加到579座，其中处理规模超过600 t / d的己达75座。
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垃圾贮存与输送给料系统
• 由垃圾贮坑、抓吊和输送给料设备等组成。垃圾坑起着贮存、调节、熟化、均 化、脱水的作用，其容积可储存7~10天垃圾。设有垃圾抓斗吊车2台，其功能 是将垃圾从贮坑抓到料斗和对垃圾进行翻动。2台垃圾焚烧炉并列布置，两台 炉共用1条煤助燃输送线，垃圾输送给料则每台炉配备1条；煤助燃输送线采用 胶带输送设备，垃圾输送给料由胶带输送机、链板输机和拨轮给料机等组成。 考虑当地有廉价丰富的甘蔗叶，在垃圾料斗旁设一条输送带，需要时输送甘蔗 叶与垃圾混合燃烧，减少煤的消耗以降低运行成本。垃圾坑中垃圾臭味是垃圾 焚烧发电厂臭味的主要来源，为使垃圾坑形成负压不致臭气外逸，一次风机吸 风口设计从垃圾坑中抽取，二次风机吸风口设计从垃圾输送廊抽取，同时在土 建设计、施工时注意采取有效措施，以保证垃圾坑区域和垃圾输廊的密封严密 性。在垃圾卸料间和储坑屋顶设无动力排气扇，保证停炉时臭气外排。
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简单焚烧
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简单焚烧
• 应用：包括我国在内的很多发展中国家还在这样处理垃圾。
• 目标：保证环境的清洁卫生
• 优点：处理方法简单，投资和运行费用低
• 问题：会带来二次污染，甚至造成事故。
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• 美国生活垃圾年焚烧量仅次于日本，为3 300~3 500万t，约占垃圾
处理总量的15%。二战前，美国焚烧炉己发展到约700座。1960年的 年焚烧处理量就达2 700万t。在20世纪70年代后期和80年代早期， 由于公众对垃圾焚烧烟气污染特别是二噁英的关注，到1980年，美 国城市生活垃圾焚烧量降到1 700万t。进入20世纪90年代以后，随 着烟气处理技术不断进步，余热利用系统和尾气处理系统得到进一 步完善，垃圾焚烧厂的控制水平也不断提高，城市生活垃圾焚烧数 量重新增长，目前处于稳定发展阶段。到2006年美国有生活垃圾焚 烧厂140多座，其中焚烧发电厂89座，年处理量己达3 340万t。
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生活垃圾焚烧技术
• 焚烧处理是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，余热
回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出填埋或作 其他用途。焚烧处理技术特点是处理量大、减容性好、无害化彻底， 且有热能回收作用。因此，对生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减 量化和资源化的有效处理方式。世界各国普遍采用这种垃圾处理技 术。最科学、最合理的垃圾处理方式是将垃圾分拣分类，将可以回 收的有用物回收再生处理应用，不能回收的废弃物焚烧处理。
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来宾市垃圾焚烧发电厂工程简介
• 该工程是广西第一个城市生活垃圾焚烧发电综合循环利用的BOT项目， 系统主要由垃圾储存及输送给料系统、焚烧与热能回收系统、烟气 处理系统、灰渣收集与处理系统、给排水处理系统、发电系统、仪 表及控制系统等子项组成，设计日处理生活垃圾500t，装备2台 250t/d循环流化床焚烧炉和两组7.5MW凝汽式发电机，同时配套建 设10.5kV/35kV升压站、生活垃圾+煤+甘蔗叶燃料输送系统和水、电、 气辅助设施及“三废”处理系统。
能量可以满足2 700万人用电和1. 3亿人口供热。德国提出， 2005年进入填埋场的填埋物总有机碳(TOC)要小于5%，意味着 剩余垃圾(即除去单独收集部分的剩余垃圾)都要进行焚烧处理。 • 2005年德国生活垃圾焚烧处理厂为67座，总处理能力达到1 630 万t / a (2004年焚烧处理量1 480万t);2007年达到了72座，总处 理能力达到1 780万t/a。
燃料配比 额定垃圾处理量
起动用燃料 烟气净化
参数
38t/h 450℃
2% 204℃
2:1 ＞82%
额定蒸汽压力 给水温度 冷风温度
二次风热风温度 排烟温度
80%+20% 250t/d 柴油
半干法脱酸塔、布袋除尘
3.82MPa 105℃ 20℃ 178℃ 160℃
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