環(huán)境工程固廢

7固體廢物熱處理技術7.2焚燒技術垃圾焚燒處理的典型工藝流程

大型垃圾焚燒發(fā)電廠的典型工藝流程垃圾供料和受料系統(tǒng)垃圾供料和受料系統(tǒng)主要由垃圾檢視和稱量,垃圾接收和傾卸,破碎機,垃圾貯存和垃圾起重吊車及抓斗組成。垃圾運輸車進廠需經(jīng)檢視以確定進廠垃圾符合處理協(xié)議的要求，進廠垃圾經(jīng)稱量完成入廠垃圾數(shù)量的統(tǒng)計后，傾卸在垃圾貯存坑內。垃圾貯坑提供了垃圾貯存、混合及去除大型垃圾的場所，一座大型焚燒廠通常設有一座貯坑，一般可貯存大于5天的垃圾量,負責替3-4座焚燒爐進行供料的任務。每一座焚燒爐均有一進料斗，貯坑上方通常由1-2座吊車及抓斗負責供料，操作人員由屏幕監(jiān)視或目視垃圾由進料斗滑入爐體內的速度決定進料頻率。料槽對爐體有氣封作用.焚燒系統(tǒng)焚燒爐本體內的設備，主要包括爐床及燃燒室(一次燃燒室和二次燃燒室)。每個爐體僅一個燃燒室。垃圾由滑槽進入爐內。由于爐排的的機械運動，使垃圾在爐床上移動并翻攪，提高燃燒效果。垃圾首先被爐壁的輻射熱干燥及氣化，再被高溫引燃，最后燒成灰燼，落入冷卻設備，通過輸送帶經(jīng)磁選回收廢鐵后，送入灰燼貯坑，再送往填埋場。燃燒所用空氣分為一次及二次空氣，一次空氣以蒸汽預熱，自爐床下貫穿垃圾層助燃；二次空氣由爐體頸部送入，以保證廢氣中的有機廢物在二燃室得到充分氧化燃燒，并控制爐溫不致過高，以避免爐體損壞及氮氧化物的產(chǎn)生。爐內溫度一般控制在850℃以上，以防未燃盡的氣狀有機物自煙囪逸出。7.2.4垃圾焚燒技術機械爐排焚燒爐采用活動式爐排，可使焚燒操作連續(xù)化、自動化，是目前在處理城市垃圾中使用最廣泛的焚燒爐.焚燒爐在垃圾額定低位熱值與下限低位熱值范圍內,應保證垃圾額定處理能力,并應適應全年內垃圾特性變化的要求;焚燒爐應有超負荷處理能力,垃圾進料量應可調節(jié);正常運行其間,爐內應處于負壓燃燒狀態(tài).爐排在燃燒室內通常按其功能分為干燥段、燃燒段和后燃燒段.廢物由進料裝置進入焚燒爐后，在機械式爐排的往復運動下，逐步被導入燃燒室內爐排上，廢物在由爐排下方送入的助燃空氣及爐排運動的機械力共同推動及翻滾下，在向前運動的過程中水分不斷蒸發(fā)，廢物在落到燃燒爐排時被完全燃盡成灰渣，從后燃燒段爐排上落下的灰渣進入灰斗。廢物在整個爐排上的停留時間為1.5-2.5小時。產(chǎn)生的廢氣流上升而進入二次燃燒室內，與由爐排上方導入的助燃空氣充分攪拌、混合及完全燃燒后，廢氣被導入燃燒室上方的廢熱回收鍋爐進行熱交換。機械爐排焚燒爐的一次燃燒室和二次燃燒室并無明顯可分的界限，廢物燃燒產(chǎn)生的廢氣流在二燃室的停留時間，是指煙氣從最后的空氣噴口或燃燒器出口到換熱面的停留時間。爐膛內煙氣在不低于850oC的條件下停留時間不小于2s.燃燒室及爐排應具備的機能焚燒爐的燃燒室及機械爐排是機械爐排焚燒爐的心臟，燃燒室?guī)缀涡螤睿礆饬髂Ｊ剑┡c爐排的構造及功能，決定了焚燒爐的性能及垃圾焚燒處理效果。為保證焚燒效率，燃燒室應具備的條件和功能為：①有適當?shù)臓t排面積，爐排面積過小時，火層厚度會增加，阻礙通風，引起不完全燃燒；爐排類型與構造為使垃圾在焚燒過程中水氣易于蒸發(fā)，增加垃圾與氧氣接觸的機會，加速燃燒，以及控制空氣及燃燒氣體的流速及流向，使氣體均勻混合，需要使爐排具有良好的移動及攪拌功能。各段爐排應具備的功能如表中所例。7.2.4垃圾焚燒技術機械爐排類型很多，有階梯往復式、逆動式爐排和多段滾動式等。鏈條爐排結構簡單，對垃圾沒有攪拌和翻動作用。垃圾只有在從一爐排落到下一爐排時有所振動，容易出現(xiàn)局部垃圾燒透、局部垃圾又未燃盡的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對于大型焚燒爐尤為突出。此外，鏈條爐排不適宜焚燒含有大量粒狀廢物及廢塑料等廢物。因此，鏈條爐排目前在國外焚燒廠已很少采用。不過，我國一些中小型垃圾焚燒爐仍在使用這種爐排。7.2.4垃圾焚燒技術階梯往復式爐排這種爐排分固定和活動兩種，固定和活動爐排交替放置?；顒訝t排的往復運動由液壓傳動），往復的頻率根據(jù)生產(chǎn)能力可以在較大范圍內進行調節(jié)，操作控制方便。階梯往復式爐排的往復運動能將料層翻動扒松，使燃燒空氣與之充分接觸，其性能較鏈條式爐排好。逆動式爐排這種爐排構造長度固定，寬度則依爐排所需的面積調整，可由數(shù)個爐床橫向組合而成，每個爐床包含固定及可動階梯爐條。固定爐條及可動爐條采用交替配置，爐床為傾斜240的傾斜床表，垃圾的干燥、燃燒及后燃燒均在此爐床進行.7.2.4垃圾焚燒技術固定爐條及可動爐條要橫向交錯配置，可動爐條分為前后兩部分，分別由連桿及移動架組成，由液壓傳動裝置驅動，其移動速度可調整，以配合各種燃燒條件，其攪拌垃圾方式為:可動爐條逆向反復移動，使垃圾層受到良好的攪拌混合，并因重力而滑落，使垃圾層達到良好的攪拌，最后灰燼經(jīng)灰渣滾輪移送至排灰槽。垃圾燒成灰燼，熱灼減率應低于3%-5%.灰燼落入冷卻設備，通過輸送帶經(jīng)磁選回收廢鐵后，送入灰渣貯坑.影響焚燒的主要因素焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間及過?？諝庀禂?shù)合稱為焚燒四大控制參數(shù)。（1） 停留時間停留時間（time）是指廢物（尤指焚燒尾氣）在燃燒室與空氣接觸的時間，設計的目的在于能夠達到完全燃燒，以避免產(chǎn)生有毒的產(chǎn)物，停留時間的長短，應根據(jù)廢物本身的特性、燃燒溫度、燃燒顆粒大小以及攪動程度而定。為了保證物料的充分燃燒、需要在爐內停留一定時間，包括加熱物料及氧化反應的時間。（2） 攪動攪動（turbulence）的目的是促進空氣和廢物或輔助燃料或其焚燒尾氣之間的混合，以期達到完全燃燒。設計上，常借助爐床攪拌（機械法）以及控制助燃空氣及焚燒尾氣的流速或流向（氣流動力法），以達到充分攪動的目的。7.2.4垃圾焚燒技術要使廢物燃燒完全，減少污染物形成，必須要使廢物與助燃空氣充分接觸、燃燒氣體與助燃空氣充分混合。為增大固體與助燃空氣的接觸和混合程度，擾動方式是關鍵所在。焚燒爐所采用的擾動方式有空氣流擾動、機械爐排擾動、流態(tài)化擾動及旋轉擾動等，其中以流態(tài)化擾動方式效果最好。機械爐排焚燒爐擾動由機械爐排擾動和空氣流動擾動產(chǎn)生.影響焚燒的主要因素二次燃燒室內氧氣與可燃性有機蒸氣的混合程度取決于二次助燃空氣與燃燒氣體的相互流動方式和氣體的湍流程度。湍流程度可由氣體的雷諾數(shù)決定，雷諾數(shù)低于10000時，湍流與層流同時存在，混合程度僅靠氣體的擴散達成，效果不佳。雷諾數(shù)越高，湍流程度越高，混合越理想。一般來說，二次燃燒窒氣體速度在3-7m/s即可滿足要求。如果氣體流速過大，混合度雖大，但氣體在二次燃燒室的停留時間會降低，反應反而不完全。影響焚燒的主要因素焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間及過?？諝庀禂?shù)合稱為焚燒四大控制參數(shù)。（3） 焚燒溫度焚燒溫度（temperature）取決于廢物的燃燒特性（如熱值、燃點、含水率）以及焚燒爐結構、空氣量等。焚燒溫度高低決定廢物燃燒是否完全，在焚燒爐建造完成后，只有溫度一項可由焚燒爐操作人員借助調整焚燒的廢物進料量來加以控制。一般來說，焚燒溫度越高，廢物燃燒所需的停留時間就越短，焚燒效率也越高。但是，如果溫度過高（高于1300℃），會對爐體內襯耐火材料產(chǎn)生影響，還可能發(fā)生爐排結焦等問題；如果溫度太低（低于700℃），則易導致不完全燃燒，產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物。爐膛溫度最低應保持在物料的燃點溫度以上。在進行危險廢物焚燒處理時，一般需要根據(jù)所含有害物質的特性提出要求，以達到規(guī)定的破壞去除率。如美國對PCBs的焚燒要求溫度在（1200±100）℃時；停留時間必須大于2s；溫度在（1600±100）℃；停留時間必須大于1.5s，并且要求煙氣中的過?？諝饬糠謩e達到3％和2％。7.2.4垃圾焚燒技術以下為某些經(jīng)驗數(shù)據(jù)僅供參考。①對于廢氣的脫臭處理，采用800-950℃的焚燒溫度可取得良好的效果。②當廢物粒子在0.01-0.51um之間，并且供氧濃度與停留時間適當時，焚燒溫度在900-1100℃即可避免產(chǎn)生黑煙。③含氯化物的廢物焚燒，溫度在800-850℃以上時，氧氣轉化為氯化氫，可回收利用或以水洗滌除去；低于800℃會形成氯氣，難以除去。④含有堿土金屬的廢物焚燒，一般控制在750-800℃以下。因為堿土金屬及其鹽類一般為低熔點化合物，當廢物中灰分較少不能形成高熔點爐渣時，這些熔融物易與焚燒爐的耐火材料和金屬零件發(fā)生燒結而損壞爐襯和設備。⑤焚燒含氰化物的廢物時，若溫度達850-900℃，氰化物幾乎全部分解。⑥焚燒可能產(chǎn)生氮氧化物（NOx）的廢物時，溫度控制在1500℃以下，過高的溫度會使NOx急驟產(chǎn)生。影響焚燒的主要因素（4）過?？諝猓╡xcessair）為了保證氧化反應進行得完全，從化學反應的角度應提供足夠得空氣。但是，過?？諝獾霉┙o會導致燃燒溫度的降低。因此，空氣量與溫度是兩個相互矛盾的影響因素，在實際操作過程中，應根據(jù)廢物特性、處理要求等加以適當調整。一般情況下，過?？諝饬繎刂圃诶碚摽諝饬康?.7～2.5倍。總之，在焚燒爐的操作運行過程中，溫度、停留時間、湍流程度和過剩空氣量是四個最重要的因素，而且各因素相互依賴，通常稱為“3T1E”原則。影響焚燒的主要因素對于劃一般環(huán)有機要廢液尼，在蘋較好泳的霧行化條座件及價正常亡的焚防燒溫凈度下躁，焚廊燒所游需的桑停留逆時間孫在0.副3捎-封2s左右仰，而知較多損的實怪際操線作表羞面停屋留時襖間大批約為0.代6-先1s擠;含氰玻化合歪物的墻廢液茫較難掀焚燒擊，一潤般需溝較長顆時間保，約3s左右鏈。對于業(yè)廢氣們，為怒了除缺去惡濾臭的妹焚燒擔溫度憂并不巴高，戶其所役需的炭停留洞時間蝴不需溝太長嗎，一妹般在1s以下室。例越如在頸油脂制精制跳過程稿中產(chǎn)色生的芽惡臭或氣體做，在65嚴0℃焚燒核溫度熄下只剛需0.蒸3s的?；魰r煉間，捆即可提達到脂除臭猶效果槐。影響趁焚燒護的主寒要因秤素在實柴際的當燃燒獻系統(tǒng)蛋中，略氧氣進與可曬燃物歪質無越法完尼全達驅到理健想程決度的哲混合通及反承應。粱為使黑燃燒說完全廈，僅害供給艇理論秀空氣囑量很紫難使卡其完匪全燃擦燒，蛾需要蠢加上園比理希論空趙氣量渴更多抱的助晃燃空覺氣量礙，以隊使廢尸物與吳空氣則能完迎全混著合燃媽燒。廢物件焚燒斗所需薯空氣杠量是家由廢個物燃偉燒所士需的盜理論醒空氣唱量和花為了者供氧嚇充分油而加愚入的姥過剩釣空氣斃量兩稼部分委所組介成的但?？漳槡饬刻摴獛r是否男足夠達，將拍直接優(yōu)影響酷焚燒滴的完斤善程添度。眠過剩很空氣廚率過擺低會栗使燃籃燒不浙完全竿，甚傭至冒撞黑煙殿，有拘害物飼質焚種燒不科徹底孩；但懲過高住時則醒會使竊燃燒故溫度圣降低最，影呆響燃總燒效層率，騎造成鄉(xiāng)豐燃燒描系統(tǒng)恥的排斗氣量博和熱并損失壺增加襖。工業(yè)次鍋爐墨和窯麥爐與我焚燒滔爐所赴要求保的過林?？詹闅庀悼倲?shù)有毀較大府不同蠟。前驚者首嚷要考蕉慮燃姥料使度用效桿率，節(jié)過剩商空氣嫁系數(shù)莊盡量歡維持坡在1.龜5以下當；焚化燒的橡首要凝目的孟則是須完全結摧毀省廢物寇中的權可燃昂物質載，過肉剩空股氣系共數(shù)一陡般大悶于1.盟5。根才據(jù)經(jīng)嚼驗選曲取過杏?？胀饬抗罆r，幻玉應視緩所焚塊燒廢稱物種或類選埋取不蹲同數(shù)鉗據(jù)。省焚燒癥廢液鴿、廢結氣時腦過?？纯諝獗Я恳皇嘲闳?0余%-磨30肯%的理牌論空啄氣量講；焚跪燒固顫體廢志物時匹則要凱