垃圾焚燒爐

垃圾焚燒爐

垃圾處理設備
焚燒爐是常用于醫療及生活廢品、動物無害化處理方面的一種無害化處理設備。其原理是利用煤、燃油、燃氣等燃料的燃燒,将要處理的物體進行高溫的焚毀碳化,以達到消毒的目的。
    中文名:垃圾焚燒爐 外文名:Garbage Incinerator 用途:焚燒處理垃圾 燃料:煤、燃油、燃氣等燃料 組成:處理,焚燒,煙霧除塵及煤氣爐 适用範圍:生活垃圾、醫療垃圾、工業垃圾

概況

垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統,焚燒系統,煙霧生化除塵系統及煤氣發生爐(輔助點火焚燒)四大系統組成集自動送料、分篩、烘幹、焚燒、清灰、除塵、自動化控制于一體。适應範圍:生活垃圾、醫療垃圾、一般工業垃圾。

采用高溫燃燒,二次加氧,自動卸渣的高新技術措施,達到排污的監控要求。

垃圾焚燒爐操作步驟:

1、注入燃料,接通電源,啟動助燃開關,爐内溫度達到自燃溫度,将病害畜禽肉屍及其産品投入爐内,關閉助燃開關,啟動自燃開關,病害肉體保持自燃狀态不能剖割的病害畜禽屍體整體投入焚燒爐中,啟動自燃開關,屍體自燃至完全碳化為止。

2、整屍焚毀:不能剖割的病害畜禽屍體整體投入焚燒爐中,啟動自燃開關,屍體自燃至完全碳化為止。

3、肉屍分割焚毀:允許分割的病害肉品分割後投入焚燒爐中,啟動自燃開關,肉塊自燃至完全碳化為止。

4、髒器焚毀:病害畜禽髒器整體投入焚燒爐中,啟動助燃開關,使髒器在助燃狀态下燃燒至完全碳化為止。

5、焚燒後的碳化物需要選擇地點(遠離水源地和居民區)進行掩埋,徹底杜絕病菌的傳播。

焚燒爐的使用需要考慮環保的要求:尾氣排放需要達到無黑煙、無異味、無大顆粒粉塵等有關環保标準。

技術比較

垃圾焚燒技術在國外的應用和發展已有幾十年的曆史,比較成熟的爐型有脈沖抛式爐排焚燒爐、機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐和CAO焚燒爐,下面對這幾種爐型作簡單的介紹。

機械爐排焚燒爐

工作原理:垃圾通過進料鬥進入傾斜向下的爐排(爐排分為幹燥區、燃燒區、燃盡區),由于爐排之間的交錯運動,将垃圾向下方推動,使垃圾依次通過爐排上的各個區域(垃圾由一個區進入到另一區時,起到一個大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合;高溫煙氣通過鍋爐的受熱面産生熱蒸汽,同時煙氣也得到冷卻,最後煙氣經煙氣處理裝置處理後排出。

特點:爐排的材質要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當光滑、排與排之間的間隙相當小。另外機械結構複雜,損壞率高,維護量大。爐排爐造價及維護費用高,使其在中國的推廣應用困難重重。

流化床焚燒爐

工作原理:爐體是由多孔分布闆組成,在爐膛内加入大量的石英砂,将石英砂加熱到600℃以上,并在爐底鼓入200℃以上的熱風,使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被幹燥、着火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經過水冷後,用分選設備将粗渣、細渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設備送回到爐中繼續使用。

特點:流化床燃燒充分,爐内燃燒控制較好,但煙氣中灰塵量大,操作複雜,運行費用較高,對燃料粒度均勻性要求較高,需大功率的破碎裝置,石英砂對設備磨損嚴重,設備維護量大。

回轉式焚燒爐

工作原理:回轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運轉,使爐體内的垃圾充分燃燒,同時向爐體傾斜的方向移動,直至燃盡并排出爐體。

特點:設備利用率高,灰渣中含碳量低,過剩空氣量低,有害氣體排放量低。但燃燒不易控制,垃圾熱值低時燃燒困難。

CAO焚燒爐

工作原理:垃圾運至儲存坑,進入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機物(廚餘、葉、草等)分解成粉狀物,其他固體包括塑料橡膠一類的合成有機物和垃圾中的無機物則不能分解粉化。經篩選,未能粉化的廢棄物進入焚燒爐的先進入第一燃燒室(溫度為600℃),産生的可燃氣體再進入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的組份呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860℃進行燃燒,高溫煙氣加熱鍋爐産生蒸汽。煙氣經處理後由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室内不會氧化或融化,可在灰渣中分選回收。

特點:可回收垃圾中的有用物質;但單台焚燒爐的處理量小,處理時間長,目前單台爐的日處理量最大達到150噸,由于煙氣在850℃以上停留時間難于超過1秒鐘短,煙氣中二惡英的含量高,環保難以達标。

脈沖抛式爐排焚燒爐

工作原理:垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的幹燥床幹燥,然後送入第一級爐排,在爐排上經高溫揮發、裂解,爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下抛動,将垃圾逐級抛入下一級爐排,此時高分子物質進行裂解、其它物質進行燃燒。如此下去,直至最後燃盡後進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒,同時使垃圾懸浮在空中。揮發和裂解出來的物質進入第二級燃燒室,進行進一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進入第三級燃燒室進行完全燃燒;高溫煙氣通過鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時煙氣經冷卻後排出。

其優點是:

(1)處理垃圾範圍廣泛。能夠處理工業垃圾、生活垃圾、醫院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。

(2)燃燒熱效率高。正常燃燒熱效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃燒熱效率也在70%以上。

(3)運行維護費用低。由于采用了許多特殊的設計以及較高的自動化控制水平,因此運行人員少(包括除灰渣人員在内一台爐僅需兩人),維護工作量也較少。

(4)可靠性高。經過近20年運行表明,此焚燒爐故障率非常低,年運行8000小時以上,一般利用率可達95%以上。

(5)排放物控制水平高。由于采用二級煙氣再燃燒和先進的煙氣處理設備,使煙氣得到了充分的處理。經過長期測試,在煙氣排放物中,CO含量為1-10PPM,HC含量為2-3PPM,NOx含量約為35PPM,完全符合歐美排放标準。煙氣在二,三級燃燒室燃燒時,溫度達1000℃,并且停留時間達2秒以上,可使二惡英基本分解,煙氣中二惡英的含量為0.04ng/m3,遠低于歐美标準0.1ng/m3。

(6)爐排在壓縮空氣的吹掃下,有自清潔功能。

技術要求

1、焚燒爐的設計應該保證其使用壽命不低于10年。

2、焚燒爐所采用耐火材料的技術性能應該滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求,質量應滿足所選擇耐火材料對應的技術标準,能夠承受焚燒爐工作狀态的交變熱應力。

3、焚燒爐爐體外觀要求嚴整規矩,無明顯凹凸痕或破損;漆面光潔、牢固、無明顯挂漆、漆粒;表面處理件應光滑,無鏽蝕。

4、焚燒爐爐門應啟閉靈活,嚴密輕巧。爐門尺寸應該與醫院廢物包裝尺寸相配套,避免在進料時使醫院廢物包裝散開、破碎。

5、焚燒爐應該采用密閉的自動進料裝置,并能與自動卸料裝置相銜接,盡量避免操作人員與醫院廢物接觸。

6、焚燒爐應該設置二次燃燒室;二次燃燒室應配備助燃空氣和輔助燃燒裝置。

7、焚燒爐爐床設計應防止液體或未充分燃燒的廢物溢漏,保證未充分燃燒的醫院廢物不通過爐床遺漏進爐渣,并能使空氣沿爐床體均勻分配。

8、焚燒爐應具有完整的煙氣淨化裝置。煙氣淨化裝置應包括酸性氣體去除裝置、除塵裝置及控制裝置,并具有防腐蝕措施。除塵裝置,應優先選擇布袋除塵器。如果選擇濕式除塵裝置,必須配備完整的廢水處理設施。不得使用靜電除塵和機械除塵裝置。

9、焚燒爐應該設置監測系統、控制系統、報警系統和應急處理安全防爆裝置。監測系統能在線顯示焚燒爐燃燒溫度和爐膛壓力等表征焚燒爐運行工況參數。

10、焚燒爐煙氣淨化裝置應該設有煙氣在線自動監測系統,監測煙氣排放狀況。

市場前景

随着生産的飛速發展和經濟的迅速崛起,我國已經步入城市生活垃圾高産國的行列。據統計,1990年中國城市垃圾的總産量為6900萬噸,其中上海全市垃圾産量為270萬噸(每天約7500噸),居全國首位。1995年全國城市垃圾的總産量已達1億噸。根據對418個大中城市的調查統計,我國城市的垃圾産量以每年10%的速度遞增,預計到2010年垃圾年産量将達約2億噸。至2014年,全國垃圾的曆年堆存量已達60多億噸,侵占土地面積多達5億m2(合75萬畝)。

全國600多座城市中,有200多座已為垃圾山所包圍。上海市區1260km²範圍内有50m2以上的垃圾堆近2000個,占地面積約7900畝。垃圾的長期露天堆放對大氣環境、地下水和土壤等已經造成了明顯的威脅和危害。因此,大力發展我國城市垃圾焚燒技術的研究和設備的開發應用勢在必行。

城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾兩大部分,其中可燃部分包括廢棄紙張、破布、竹木、皮革、塑料和動植物殘餘物等。而不可燃部分為各類廢棄金屬、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我國城市消費水平較低,垃圾不可燃成分比例較高,熱值遠低于發達國家。但是我國城市生活水平正在不斷提高,城市垃圾正向着含水率降低、可燃成分逐漸增加的趨勢發展,中等以上城市的垃圾熱值一般在2512~4605kJ/kg,個别地區已達3349~6280kJ/kg,已達到或接近垃圾焚燒的要求(熱值不小于3350kJ/kg)。

應該引起注意的是,我國城市垃圾中不可燃成分比例大,垃圾熱值低、水分含量高,而且垃圾的成分因地域、季節、城市消費水平以及年份的不同而變化,因此要求垃圾焚燒設備對于垃圾成分的變化(特别是水分和熱值的變化)具有很強的适應應性,可以根據垃圾成分的波動對燃燒過程進行及時、有效的調整,以保證垃圾的及時引燃和穩定燃燒。

自1985年深圳市從日本引進馬丁式垃圾焚燒爐以來,我國珠海、廣州等城市也相繼采用了國外垃圾層燃焚燒系統,上海浦東新區生活垃圾焚燒廠也将引進法國公司提供的傾斜往複爐排焚燒爐。應該通過引進國外先進設備,積累運行經驗,逐步消化國外先進技術,再結合我國的實際情況,開發和研制适合我國國情的垃圾焚燒設備。

分析各種城市垃圾焚燒設備的特點可知,結合我國國情來發展傾斜往複推飼爐排焚燒爐是合理可行的。在設計中,除了要考慮受熱面傳熱效率外,還應考慮受熱面和爐牆的腐蝕和磨損、煙氣淨化以及自動控制等問題。在爐拱和爐膛設計和燃燒空氣布置、分配方面,應該充分考慮到我國城市垃圾熱值低、水分含量高的特點。考慮到我國的實際情況,在研制大型垃圾鍋爐、建設大規模垃圾焚燒廠的同時,應該鼓勵開發中、小型垃圾焚燒設備。

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