垃圾焚烧发电技术

垃圾焚烧发电技术

1垃圾焚烧发电概述

垃圾焚烧发电是指将城市生活垃圾采用焚烧方式，通过焚烧将热能转化为机械能，再将机械能转换成为动能的过程。整个过程焚烧的原料为城市生活垃圾，城市生活垃圾相对农村生活垃圾、工程垃圾废料等水分较少，易燃烧，燃烧热值较高，需要的辅料较少。

目前为止，世界上的垃圾焚烧技术主要分为四种：炉排炉，流化床，回旋和热解，其中炉排炉和流化床运用较为广泛。炉排炉技术将炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区，用油做辅助燃料，由于炉排之间的交错运作，将垃圾向下方推动，使垃圾一次通过炉排上的各个区域，直至燃尽排出炉膛，对垃圾热值要求较高，主要在1200kcal/kg（5040kj/kg）以上，虽然现有的技术相对比较成熟，垃圾的预处理较为简单，运营成本较小，但是核心技术在国外，加上价格昂贵，维护成本较高，因此主要适用于政府财力充沛、国企运营，我国炉排炉焚烧发电厂有77座。

流化床工艺利用煤做辅助燃料，在炉膛内加入大量的石英砂加热到600℃以上，加上200℃的热风，让垃圾与沸腾的热砂一起燃烧，垃圾热值达到800kcal/kg（3360kj/kg）以上就可设备比较便宜，投资较小，运行稳定，燃烧充分，但是必须进行预处理，操作气流的控制过程较难，运营成本高，因此适合于政府财力有限的运营，我国流化床焚烧发电有59座。

在生活垃圾焚烧技术的研究、开发以及应用等方面，我国的起步较晚。在1987年，我国第一个垃圾焚烧发电厂运行。与发达国家相比，我国在焚烧发电方面，不管是设备还是规模都有着较大的差距，仅达到了3.72%的生活垃圾焚烧量，200多兆瓦发电总装机容量，较发达国家平均水平相差甚大。

2垃圾焚烧发电厂主要工艺流程

2.1控制系统

集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”。其基本设计思想是控制分散、操作与管理集中，结构形式是多层多级、合作自治。集中管理与分散控制是其主要特征。当前DCS 广泛应用在电力、石化、冶金等行业中。

2.2垃圾接收及投料系统

垃圾焚烧发电厂垃圾接收及投料系统包括（1）垃圾称重系统（2）垃圾卸料系统（3）垃圾储存（4）渗沥液收集与输送系统

及时排出与收集垃圾仓中的渗沥液有助于垃圾热值的提升，垃圾仓臭味扩散也在一定程度上得到避免，为焚烧炉的稳定运转提供保障。垃圾仓内设有可靠的垃圾渗沥液收集系统。

2.3焚烧炉系统

焚烧炉采用比利时吉宝西格斯设备，每台焚烧炉日处理垃圾量为750吨。燃烧炉型为六列阶梯往复式顺推+翻动炉排，焚烧炉炉排分给料炉排和燃烧炉排。

（1）给料炉排主要作用是让垃圾分别经过给料斗、给料隔绝档板、给料溜槽到达推料器，通过液压驱动的推料器将垃圾送入到焚烧炉排上进行焚烧。

（2）焚烧炉排分为五段六列，每段由固定、滑动和翻动炉排组成，分别通过控制滑动和翻动炉排的工作次数、频率、速度等参数进行焚烧炉的燃烧调整。图2-2为焚烧炉滑动炉排和翻动炉排的工作原理示意图。

（3）焚烧炉风烟系统

一次风系统与二次风系统是其重要组成部分。

2.4余热炉系统

焚烧炉内产生的高温烟气由余热锅炉热能回收装置进行能量回收，余热锅炉为单炉膛四通道室内布置的自然循环汽包炉，固态排渣，其中由膜式水冷壁、过热器、烟道蒸发管束以及省煤器共同构成了炉内受热面。在一级过热器与二级过热器出口分别设置二级减温器。机械振打清灰装置和四烟道激波清灰装置布置在余热炉三、四烟道。

2.5烟气处理系统

石灰浆制备系统、SNCR脱销系统、半干式反应塔系统、布袋除尘器系统、活性炭喷射系统、引风机系统等构成了烟气净化处理系统。烟气净化处理系统采用SNCR系统通过向燃烧室注入氨水用化学反应吸收氮氧化合物进行脱硝处理后，进入半干式反应塔进行脱硫脱酸，旋转喷雾反应塔将余热锅炉出口烟气纳入其中，并在烟气中喷入约6-15%的雾化后石灰浆，烟气中的酸性气体与其发生反应。同时，在反应塔出口喷射活性炭，对二恶英、呋喃和重金属等污染物质进行吸附，在袋式除尘器中烟气中的酸性气体与过量的反应剂进一步反应。烟气中的各种颗粒附着于滤袋表面，经压缩空气反吹排入除尘器灰斗。经过多重净化处理后的合格烟气，由引风机经烟囱排入大气中。

2.6汽轮发电机系统

余热锅炉产生的过热蒸汽，经管道供给抽汽式汽轮发电机组发电。

2.7其他辅助系统

除以上系统以外，垃圾焚烧发电厂还包括垃圾吊系统、化学水制水系统、渗滤液处理系统等辅助系统。

3垃圾焚烧发电需对废弃问题进行有效的控制

3.1SNCR技术

SNCR技术有着较高的经济性，其实质是选择性非催化还原法。垃圾焚烧发电中，垃圾有着复杂的成分，因此大量的氮氧化物会在焚烧过程中产生，若是这些气体不经处理排放将会严重的污染环境，因此其处理技术的选择是至关重要的。

在垃圾焚烧发电中应用SNCR技术，其还原剂可以选择NH3以及尿素等，通过雾化在锅炉中加入，使焚烧产生的Nox与还原剂反应，从而有效的处理焚烧产生的Nox，避免污染环境。温度是SNCR技术应用的重要影响因素，温度若是达不到要求将会影响脱销效率，因此在应用中需要合理的控制温度。

3.2半干法脱酸工艺

烟尘、酸性气体以及重金属等有害气体也会在垃圾焚烧过程中产生，从而污染环境，因此在处理中可以选择喷雾干燥反应塔+活性炭吸附+布袋除尘器的半干法脱酸工艺。首先酸性气体的去除可以在喷雾干燥反应塔中进行，这个过程包含了两个阶段，

第一个阶段反应塔上部的石灰浆滴液会混合烟气，相互间发生反应，第二个阶段就是在除尘器中，反应塔下部的固态颗粒物继续与气态颗粒物发生反应，反应塔灰斗会排出反应完成后的生成物。反应塔排出大量的携带颗粒物的烟气，然后经过布袋除尘器的处理，最终达到净化烟气的目的，有效的处理了烟气中的有毒有害物质，避免污染环境。