垃圾焚烧原理

垃圾焚烧原理及烟气处理技术

－陈忠勤（创冠环保惠安有限公司）

摘要：垃圾焚烧与填埋、堆肥等垃圾处理技术相比有许多优点，现代化的垃圾焚烧厂能较好的实现垃圾处理的减量化、无害化和资源化。伴随着城市化进程的加快、垃圾产生量的增大和热值的提高，我国越来越多的城市已经或计划采用焚烧方式处理其生活垃圾。同时，我国的垃圾焚烧技术和装备，在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，基本完成了国产化和大型化的发展过程，可以为我国的垃圾焚烧处理提供技术先进、成熟可靠的装备。基于国家政策的大力支持，我国垃圾焚烧处理将进入发展的黄金期，但是国家的相关政策和污染控制标准也将对垃圾焚烧的二次污染控制提出更高的要求，而公众环境意识和维权意识的提高将迫使垃圾焚烧厂的建设进一步提高其技术水平，特别是烟气处理技术水平。关键词：垃圾焚烧烟气处理污染控制环境意识

一、概述

随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高，城市垃圾的产生量也日渐增多。在当今世界，大量的垃圾已成为城市中一个长期存在的污染源。对垃圾的处理不当，可能会造成严重的大气污染、水污染和土壤污染，并将占用大量的土地。垃圾对环境的污染已经成为日益严重的问题。如何经济、有效地进行垃圾处理。垃圾焚烧是目前固体废弃物处理的有效途径之一。在西方发达国家，垃圾焚烧技术的应用已经有将近130年的历史，而且目前仍被认为是最有效、经济的垃圾处理技术之一。我国对垃圾的处理目前基本上仍采用露天堆放和填埋法，而在垃圾焚烧技术的研究、开发和应用方面起步较晚。相比之下，我国垃圾焚烧设备的设计、生产和应用的水平和规模与发达国家的差距还很大。因此对我国来说，了解垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展趋势，进而学习和掌握先进的垃圾焚烧炉设计和制造技术显得非常迫切和重要。垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法，此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围，运送垃圾方便，并且可以向城市提供电能或热能，产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况，并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段，使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点，最终达到无害化排放。

二、垃圾焚烧法按焚烧原理不同，全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

2.1 炉排炉焚烧就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池，经过发酵，然后用抓斗将垃圾从垃圾池送入落料槽，在给料器的推送下进入炉膛落在倾斜的逆推炉排上，垃圾在床面上不断翻滚、搅拌、完成干燥、着火和燃烧过程，随后在逆推炉排的末端经过一段落差掉入水平的顺推炉排床面上继续燃尽，最后灰渣经出渣通道由冷却水冷却后,通过出渣机排出炉外。，垃圾燃烧后产生的大量高温烟气（850-1050℃）进入余热锅炉换热，过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。炉排炉根据结构的不同又分为炉排炉、滚筒炉等多种炉型，而德国炉排炉（又称马丁炉）最著名，但随着垃圾焚烧技术的发展，焚烧设备的不断完善，最年来二段式往复式炉排炉得到广泛运行，此焚烧炉焚烧效率最高质量最好。创冠环保下属各项目匀采用二段式往复式炉排炉，效果显著，锅炉热效率达到78%以上。

2.2 流化床焚烧就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后，经抓吊入料斗，垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后，落在活动床的中央，然后慢慢通过热砂床（600-700℃），其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆，继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内，脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面，垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧，通过不燃物排出孔，与砂粒一起自动排出炉外。此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理（破碎）的情况下直接进行焚化，是1981年研制成功的。

它的典型代表是日本任原公司，目前单台日处理量已达390t/d。但在国内的流化床垃圾焚烧锅炉中，大部分都需要喷油助燃，成本很高，而且旋风分离器的返料仓经常出现堵塞。

2.3 热解法热解法是在隔绝空气的条件下，垃圾在热解装置中受热而使有机质分解，转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后，过热蒸气进入汽轮发电机发电。此种方法是近10～20年研制出来的，是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单，无运动件，设备技术投资比较前二种便宜约50%，很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。但是在中国垃圾未分类的大前提下无法得到应用

三、垃圾焚烧炉系统

3、1汽水系统包括给水管道、省煤器、汽包、下降管、下集箱、水冷壁管、上升管、上集箱、过热器、减温器、疏水管道、排污管道等部件和设备组成。

3、2给料系统主要任务:为锅炉提供燃烧所需要的燃料，以满足负荷的需要燃料通过吊车→料斗→推料器↓送入炉膛。

3、3配风系统：主要作用：为锅炉的燃烧提供一次风和二次风一次风经过蒸预器加热后变成热风,最高可达到230℃

3、4烟气系统由送风机将空气送入空气预热器，使进入燃烧室的风温提高，能很快与燃料在高温状态下进行剧烈的氧化燃烧反应，产生高温烟气，并将热量传递给汽水系统，烟气温度下降后，顺着尾部通过冷却塔、反应塔降温、脱酸，再由布袋除尘器除尘后由引风机抽到烟囱排入大气。

3、5排渣系统：由出渣机、补水管、放水管、振动输送机和运渣车组成。炉渣风室放灰高加水夹套放灰四烟道放灰↓↓↓↓↓出渣机↓振动输送机↓渣池→渣吊→运渣车→送到渣场

3、6给水系统：我厂用的给水是除盐水，经过除盐水泵打到除氧器，再用蒸汽加热到130℃除去水中的氧气后，储存在除氧器中，由给水泵送入汽包。给水系统主要由除氧水箱、给水泵、省煤器等组成。。

3、7吹灰系统：采用激吹灰器，作用：利用乙炔燃烧爆炸产生的强波射气流、冲击波及声波来冲刷管道表面来达到清除锅炉受热面积灰的目的。目前最常用的有：燃气激波吹灰器、空气激波吹灰器，蒸汽吹灰。

3、8脱酸系统我厂用来脱酸的设备叫做反应塔，工作原理是：利用消石灰与酸性气体的反应原理将消石灰通过一定压力的空气输送到反应塔内，生成CaCl2、CaF2、CaSo4，反应方和式如下：HCl+Ca(oH)2=CaCl2+2H2o 2HF+Ca(oH)2=CaF2+2H2o SO2+Ca(oH)2+=CaSO3+2H2o 2CaSO3 +O2 =2CaSO4

3、9布袋除尘系统：工作原理：含灰尘烟气由导流管进入各单元灰斗，在灰斗导流系统的引导下大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流进入中箱体过滤区，过滤后的清净气体透过滤袋，经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤的进行，当滤袋表面粉尘聚集达到一定量时，由清灰控制装置按设定的程序关闭提升阀，打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘，落入灰斗经卸灰阀排出。

四、垃圾焚烧设备（以创冠环保惠安有限公司为例）

垃圾燃烧设备主要垃圾给料装置、炉排装置、排渣装置、点火及辅助燃烧装置和一，二次风装置。整套焚烧装置采用液压驱动，所有炉排部件的动作均由一套液压系统的各执行元件完成。