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摘要:随着社会经济的迅猛发展,城市人口数量的急剧上升,城市生活垃圾的产生量也在逐渐增多。使垃圾处理尤其是垃圾焚烧成为关乎社会稳定和谐的一个重要问题。在众多的垃圾处理方法中,焚烧发电是十分先进的一种做法,它能彻底无害化的处理垃圾,并实现资源的再利用,减少垃圾给环境带来的影响,有效节约土地资源。
关键词:城市生活垃圾;焚烧发电;流化床;炉排炉
1引言
伴随城市化进程的加快,城市生活垃圾量日益增加,人们的生存环境不断恶化,垃圾处理紧迫性日益提升。城市生活垃圾的基本处理方法有卫生填埋、焚烧发电和堆肥。其中垃圾焚烧发电是比较先进的做法之一,它是焚烧技术的进一步再利用,而它可以使垃圾的无害化处理更加彻底,垃圾减量效果明显,且可以实现资源再利用,可供热、发电回收能源,减少对环境的影响,节约土地资源。已经成为国内环保技术政策大力支持推广的一种垃圾处理方式。
2城市生活垃圾焚烧发电技术
城市生活垃圾的焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧处理,通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质,达到无害化、减量化的目的,同时利用回收到的热能进行供热、供电,达到资源再利用。
2.1垃圾接收、储存及输送系统
该系统主要包括:垃圾称重设备--汽车衡、卸料大厅、卸料门、垃圾储坑、抓斗起重机。
(1)汽车衡采用浅基坑全自动电子汽车衡,主要由称重秤体、称重传感器、称重显示器、计算机系统等组成。具有称重、记录、传输、打印与数据处理功能。
(2)垃圾卸料大厅
指垃圾运输车卸料周转平台,设行使路线标识和信号灯。有必要的安全防护设备,有充足的采光,有卫生防护措施。卸料大厅车辆进出口设置风幕,防止垃圾臭气外溢。
(3)垃圾卸料门
根据项目处理规模和入厂垃圾运输车集中度确定。可采用电动或液压提升式卸料门。通过信号灯指示开闭状态,以调度垃圾车进行卸料,卸料完毕后立即关闭,防止垃圾坑内臭气向外泄漏。
(4)垃圾坑
垃圾坑用来储存垃圾。处于负压状态,并应设照明、消防、事故排烟及停炉时的通风装置。与垃圾接触的垃圾池内壁,应有防渗、防腐蚀措施,应平滑耐磨、抗冲击,池底应有不小于2%的纵向坡度。设置可靠的垃圾渗沥液收集设施。关到渗滤液处理站进行处理后达标排放。
(5)垃圾起重机
垃圾抓斗起重机,用于垃圾的给料、堆垛、移料和混料,按顺序堆放到预定区域,以保证入炉垃圾组分均匀,燃烧稳定。垃圾抓斗起重机控制室,独立设置,应有密闭、安全防护的观察窗。
2.2垃圾焚烧系统
垃圾焚烧系统包括垃圾进料装置、垃圾焚烧炉、燃烧空气系统、启动点火与辅助助燃装置、残渣处理装置及其它辅助装置。
(1)垃圾进料装置
垃圾料斗的形状可以防止垃圾搭桥,并且在结构上可稳定供给垃圾。料斗内设有搭桥报警信号,当垃圾搭桥报警信号发出时,架桥破解装置动作解除搭桥。另外,架桥破解装置也兼作料斗门。垃圾料斗上安装有垃圾料位检测器,在吊车自动运行时按照上下限位置向吊车发送投料指示或停止指示信号,以确保垃圾维持一定料位。
(2)垃圾焚烧炉
焚烧炉是垃圾电站的主要设备,常用有三种形式:机械炉排焚烧炉、循环流化床焚烧炉和回转窑式焚烧炉。
(3)燃烧空气系统
由一次空气和二次空气系统及其辅助系统组成。一次空气从垃圾池上方抽取,进风口处设置隔栅等过滤装置。当垃圾低位热值小于8000kJ/kg时,一、二次空气加热装置采用蒸气--空气预热器,加热温度根据垃圾池内的垃圾低位热值确定。
(4)启动点火及辅助燃烧装置
焚烧炉启动后,启动燃烧器投入运行,炉膛达到一定温度后推入垃圾,用于垃圾的点火。当垃圾热值过低,助燃燃烧器可根据燃烧室的温度情况投运,以保证焚烧炉炉膛烟气温度高于850℃停留时间不少于2S。
(5)残渣处理装置
包括炉渣处理系统、飞灰处理系统。炉渣处理系统包括除渣冷却、输送、储存、除铁、碎渣等设施。飞灰处理系统包括飞灰收集、输送、储存、排料、受料等设施。
2.3余热利用系统
该系统包括余热锅炉、凝汽式汽轮发电机组以及辅助配套设备系统
(1)余热锅炉通常采用自然循环水管锅炉,由锅筒(含内部装置)、水冷系统、下降管、蒸发器、高低温过热器、省煤器、本体给水管路、炉膛密封系统、热膨胀系统、锅炉钢架、平台扶梯、刚性梁以及门类杂件等级成。
(2)汽轮发电机组
可选用抽汽凝汽式或凝气式汽轮发电机组,取决于周边是否有热用户。机组容量和台数根据项目总的处理规模、设计低位热值、综合考虑运行可调节性、投资成本等因素确定。
2.4烟气净化系统
我国由于垃圾分类开展得并不好,垃圾焚烧后除灰渣应进行特别处理外,烟气中也带有大量的污染物,在向大气排放前应进行特别处理。由于垃圾成分的特殊性,垃圾经燃烧后产生的烟气中主要污染物为:烟尘、SO2、HCl、NOx、重金属等。
(1)酸性气体去除工艺
半干式反应塔吸收剂一般采用氧化钙原料,制成氢氧化钙溶液,在烟气净化工艺流程中通常置于除尘设备之前,因为注入石灰浆后在反应塔中形成大量的颗粒物,必须由除尘器收集去除。由喷嘴或旋转喷雾器将氢氧化钙溶液喷入反应器中,一般由反应塔顶端喷入,形成粒径极小的液滴。由于水分的挥发从而降低废气的温度并提高其湿度,使酸气与石灰浆反应成为盐类,掉落至底部。
(2)NOx去除工艺
a.选择性催化还原法(SCR):还原剂(NH3、尿素等)在有催化剂的条件下将NOX还原成N2。为了达到SCR还原反应所需的200 ℃温度,烟气在进入催化脱氮器之前需要再加热。
b.选择性非催化还原法(SNCR):是在高温(800℃~1000℃)条件下,以氨水(NH3•H2O)或尿素(CO(NH2)2)作为还原剂,将其喷入焚烧炉内,将NOX还原成N2。SNCR不需要催化剂,但其还原反应所需的温度比SCR高得多,因此SNCR需设置在焚烧炉膛内完成。
(3)重金属排放控制
a.焚烧前控制:垃圾分类
将生金属浓度含量较高的废旧电池及电器、杂质等从原生垃圾中分拣出,可大大减少垃圾焚烧产生的汞、铅、镉含量;将塑料、废弃轮胎从垃圾中分拣并采用降解或热解方法处理,可减少垃圾中有机氯含量,有利于重金属元素的捕集和减少二恶英的生成。
b.焚烧中控制:重金属的捕获技术
降温使重金属自然凝聚成核或冷凝成粒状物后被除尘设备捕集;喷射活性炭粉末,吸附重金属形成较大颗粒而被除尘设备捕集;催化转变,改变重金属种类,使饱和温度低的重金属元素形成饱和温度高的且较易凝结的氧化物或络合物,被除尘设备捕集;将尾气通过湿式洗涤塔,去除其中水溶性的重金属化合物。
结语
城市生活垃圾焚烧发电综合利用,不仅可将以后产生的城市生活垃圾全部焚烧发电降容处理,而且可能部分的消化以前多年遗留下未处理的垃圾。除发电外,还可以为垃圾焚烧厂附近的企事业单位或居民提供热源,如冬季供暖、工业用汽,焚烧后的灰渣可以制造成建筑材料或作为筑路材料。其经济效益比较可观,垃圾焚烧发电技术值得推广和应用。
参考文献:
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