浅析城市生活垃圾焚烧发电技术

浅析城市生活垃圾焚烧发电技术
摘要：垃圾焚烧发电项目作为新兴的环保资源综合利用项目，是国家支持的投
资方向。

随着社会经济的快速发展，迫切需要新兴的环保资源综合利用项目建设
和运营，该项目的营运具有较好的经济社会效益、环境效益和节能效益等优点，
是值得推广投入的环保项目。

关键词：城市生活垃圾；焚烧发电技术
1导言
随着城市化进程的加快，生活垃圾的产量逐渐增加，大中城市的生活垃圾由
于直燃发电技术的应用得到了有效的处理，而采用直燃发电技术处理小城市生活
垃圾经济效益较差，因而应用较少。

垃圾热解气化焚烧发电技术作为焚烧发电技
术的一种，针对小城市的生活垃圾处理具有较好的环保优势和经济效益。

2垃圾焚烧发电技术
垃圾焚烧发电指的是将生活垃圾集中运到垃圾焚烧发电厂，垃圾按照类别区
分之后卸入垃圾坑内，之后进入焚烧炉。

焚烧产生的汽化热转化为高温水蒸气，
推动汽轮机组做功，进而由机械能转为电能的过程。

焚烧炉经过经蒸汽空气预热
器进行一次加热，之后再经过烟气空气预热器进行二次加热，之后经空气调节挡
板进入炉膛燃烧。

焚烧后的炉渣排入外运或回收利用。

3垃圾焚烧发电设备类型
垃圾焚烧处理系统的关键设备是焚烧炉，焚烧炉经过100多年历史的发展，
借助新技术手段，垃圾的焚烧技术得到不断完善。

虽然垃圾焚烧炉是在煤炉的基
础上演变而成，焚烧炉通常包括流化床焚烧炉、热解气化焚烧炉、机械炉排焚烧
炉及旋转窑焚烧炉。

焚烧炉类别的选择与垃圾的成分、有害物质、有机物、燃烧热、含水率、理化性质、腐败的程度等有关，不同参数的生活垃圾选择的炉体不同，以某一垃圾发电厂的机械炉排焚烧炉为例，垃圾的低位热值最高8372kJ/kg，最低4396kJ/kg，年均水份含量≤38．8%，年均灰份含量≤26．7%，单炉额定处理
能力为400t/d，单炉最大处理能力为440t/d，一次风和二次风温度约220℃。

4垃圾焚烧发电工艺流程
垃圾焚烧发电的主要工艺流程包括垃圾接收及预处理、垃圾焚烧和余热发电等。

4.1垃圾接收及预处理系统
主要包括垃圾计量、卸料、储存、给料和进料系统。

垃圾由垃圾车收集载入
厂区后，经过地磅称重，再沿输送道路进入封闭式倾卸区，将垃圾倾入处于负压
状态的垃圾池。

垃圾抓斗将池中的垃圾抓入炉前给料系统，进而送入焚烧炉内焚烧。

4.2垃圾焚烧系统
主要包括焚烧炉、燃烧空气系统、点火及辅助燃烧系统。

通过机械设备送入
到焚烧炉内的垃圾，在焚烧炉内进行燃烧。

焚烧炉的一次燃烧用空气来自垃圾池，以保持垃圾池一定的负压；焚烧炉的二次燃烧用空气来自焚烧车间顶部，增加焚
烧车间的换气次数，提高焚烧车间的工作环境。

焚烧炉采用燃料油助燃，通过对
燃料油的调节使燃烧温度始终控制在850℃以上，以使二恶英得到充分分解。

4.3余热发电系统
主要包括余热锅炉、省煤器、空预器、过热器、汽轮发电机等系统。

垃圾在
焚烧炉焚烧之后，所产生的热量经过余热锅炉转化之后会变成蒸汽，蒸汽推动汽
轮发电机组用来发电。

5我国垃圾焚烧存在的问题
5.1垃圾分类系统不完善
虽然我国有简单的垃圾分类系统，但是与国外的系统相比，我国垃圾分类系
统可以说没有实际概念意义。

现阶段，我国垃圾收集的方式仍然是混合收集方式，这就导致收集到的垃圾含有大量的水分与有机成分，同时垃圾的热值低。

3.2垃
圾焚烧发电中缺乏统一的污染物控制标准与国际上一些发达国家相比，我国在垃
圾焚烧发电方面的实践要落后很多，同时，我国垃圾收集方式为混合式，造成在
焚烧发电中出现新的污染物，然而我国对于垃圾焚烧的污染并没有统一的标准，
这就很容易造成二次污染。

5.2垃圾焚烧厂环保不达标也难以关闭由于各个地区的经济条件、技术水平、土地情况等有很大的区别，所以，每个地区的垃圾焚烧厂存在很大的差异，质量
参差不齐。

另一方面，虽然在垃圾焚烧方面，我国的技术有了很大的提升，但是
在一些条件有限的地区仍然采用的是最简单的焚烧技术。

同时，在垃圾焚烧中对
污染物的控制标准没有统一，所以，一些焚烧厂的烟气排放标准较低。

虽然说，
不合格的焚烧厂应该予以关闭，但是由于没有更好的设备能够取代它，导致这些
不合格的焚烧设备仍然存在的情况。

6垃圾焚烧烟气处理工艺
烟气净化工艺主要是对烟气中的酸性气体（如HCl、HF、SOx）、氮氧化物、
粉尘、重金属及有机物（二恶英）等污染物根据烟气排放标准的要求进行控制。

烟气污染物排放标准有GB18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》及2000年欧盟标准（2000/76/EU）。

常用的烟气净化工艺系统是由石灰浆配制、烟气处理（喷雾反应及袋式除尘）、活性炭喷射、飞灰输送和脱氮（NOx）部分组成。

6.1石灰浆配制
石灰浆的配制，原材料采用Ca（OH）2。

在石灰浆配置槽中将石灰通过与水
混合配置成20%～25%的浓石灰浆，送入稀释槽后进一步加水稀释为10%～15%的稀石灰浆，后送入烟气处理系统之旋转雾化器中。

6.2烟气处理
烟气处理包括喷雾反应、袋式除尘和引风机等主要设备，烟气经处理后达到
排放要求。

6.2.1喷雾反应
从余热锅炉来的热烟气从喷雾反应器顶部进入，顶部通道的倒流板使烟气呈
螺旋状向下运动。

石灰浆泵入旋转雾化器，形成微小液滴，与烟气形成逆流，在
此过程中，石灰浆与烟气中的酸性气体HCl、HF、SO2等发生反应，并使二恶英、呋喃和重金属产生凝结。

飞灰经底部排出，挟带着飞灰及各种粉尘的烟气进入袋
式除尘器。

6.2.2袋式除尘
与电除尘器相比，袋式除尘器更适用于烟气处理工艺，占地面积小，效率高，除尘效果更显著[3]。

带有飞灰及各种粉尘的温度为140～160℃的烟气，从喷雾反应器下部位置进入袋式除尘器。

烟气从滤袋外部进入，从隔仓顶部排出，焚烧产
生的烟尘、石灰反应剂和生成物、凝结的重金属、喷入的活性炭等均附着于滤袋
表面，形成一层滤饼，烟气中的酸性气体与过量的反应剂进一步反应；活性炭在
滤袋表面进一步吸附。

附着于滤袋外表面的飞灰经压缩空气反吹排入除尘器灰斗。

飞灰经旋转排灰阀排至飞灰输送部分的埋刮板输送机。

6.2.3引风排烟系统
布袋除尘器出口设置引风机，烟气经烟囱排入大气。

6.3活性炭喷射
活性炭用来吸附烟气中的重金属、有机污染物等，活性炭的喷射点设在除尘
器前的烟气管道上，沿着烟气流动的方向喷入。