【山西蓝天郎凤娥环保讲座】循环流化床垃圾焚烧技术特点

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【山西蓝天郎凤娥环保讲座】生活垃圾与常规燃料燃烧相比有以下显著不同之处:异比重、多组分、多颗粒尺度、多污染源、高水分、多着火点、多热值、受热面存在高温腐蚀等特点。中国的城市生活垃圾作为燃料,上述的特点(可以概括为燃料的不均匀性、高水分、高灰分和低热值)尤甚,给焚烧处理带来很大的难题。

另外燃烧过程中有毒有害物质的生成和迁移规律十分复杂,除了产生常规有害气体如NOX,SO2,CO等外,还产生其他有害气体如HCl和HF等,以及其他有害有毒有机物如POHC,PCDDs(二恶英),PCDFs,PCBs等)和重金属的超细颗粒(锌、铜、镉、汞等的氧化物)。

要切实解决以上问题才能真正体现焚烧处理的“无害化、减量化和资源化”的优势。

循环流化床焚烧方式的特点是炽热床料颗粒所占的比例很大,约有98%以上的床料颗粒均为炽热的惰性床料,入炉的新燃料只占全部流化床料的很小一部分,约2%左右。因此,炉内的热储备量极大,新入炉的垃圾燃料被大量的炽热床料包围,再加上燃烧颗粒在床内作沸腾状态的上下翻滚运动,十分有利于空气和燃料的混和,使得新燃料迅速预热、干燥及着火,其引燃条件十分有利。同时,固体颗粒间的相互碰撞不断地更新燃料表面,并且可以控制燃料颗粒在循环流化床内停留足够的时间,从而使循环流化床燃烧实际上是一种强化燃烧的过程,如此优越的着火条件,是目前其它燃烧设备都不能比拟的,它完全能克服生活垃圾水分高、灰分多、热值波动大以及垃圾的燃料不均匀性带来的燃烧不稳定,保证及时着火、稳定燃烧、充分燃尽。

由于循环流化床焚烧锅炉内的燃烧温度一般保持在850到950℃之间,该燃烧方式属于低温燃烧,同时采用分级配风,可以减少热力型NOx的生成。从而降低了NOX的浓度。另外,可以采取炉内加石灰石的方式,廉价地实现SOX和HCl的部分脱除,可以降低尾气净化系统脱酸要求和造价。通过掺煤燃烧,除了可以进一步保证燃烧温度和燃烧稳定性,提高锅炉的热效率外,还因为煤中的含硫量较生活垃圾为高,可以使促进二恶英生成的催化剂中毒,加上这种燃烧方式符合3T(Temperature、Time、Turbulence即温度、时间、紊流)原则可以大大减少二恶英的生成。经

炉内加钙脱氯还可以较好地炉内受热面的腐蚀问题;当然,煤的含硫量不应太高,否则也会给尾气净化系统带来更大的压力,因为一般推荐采用的半干法尾气净化工艺因为排烟温度不能太低的原因,造成对脱硫效率有决定意义的温距不能很小,从而不能达到很高的脱硫效率。

由于我国的城市化进程刚刚开始,因此垃圾的产生量将随着人口的增加而增大,垃圾热值也将随着生活水平的提高以及“双气化”(燃气和暖气)率的提高而增加,一般地城市生活垃圾焚烧炉的服务年限均长于20年,因此要求垃圾焚烧技术具有适应垃圾处理量、热值增长的特性。掺煤的循环流化床垃圾焚烧技术所设计的原始热量输入大于原始生活垃圾所具有的热量,在垃圾热值和处理量增加时,可以减少掺煤量来调整输入的热量,可以较大范围地适应垃圾处理量、热值增长的特性,由于设计上的原因,炉排炉在垃圾热值达到设计值时就不能再增加处理量。因此循环流化床垃圾焚烧技术在这点上具有炉排炉所不能比拟的优势。

国外的流化床技术是在焚烧炉基础上发展起来的,当时首先是解决垃圾处理的减量化和无害化问题,后来考虑到资源化问题,采用在焚烧炉后面加余热锅炉的形式来回收热能。从结构形式上与炉排焚烧炉一样,都是焚烧炉后面加上余热锅炉。因此钢耗和占地都很大;但国内循环流化床技术是在燃煤的循环流化床锅炉技术上发展起来的,结构上与一般的煤粉炉一样,是锅和炉的有机结合,因此严格意义上,国内的循环流化床垃圾焚烧炉准确的名称是“垃圾焚烧锅炉”。其钢耗和占地都很小,因此相对炉排型和国外流化床垃圾焚烧炉而言,具有很大的成本优势。国内的循环流化床垃圾焚烧技术采用的流化风速要高于国外流化床垃圾焚烧技术(从床型看,属于鼓泡流化床),炉内温度分布更为均匀,因此具有更好的适应中国垃圾的不均匀性和高水分、低热值和高灰分的特性。垃圾燃烧也更为完全,热灼减率更低。

由于我国尚处于社会主义初级阶段,经济发展水平还不算高,通过加煤的方式可以提高发电量,通过大于垃圾本身热值所能发出的电量的销售,间接地降低垃圾处理补贴费用。国外成熟的炉排炉由于技术和设备引进费用昂贵,又不能通过掺煤来提高发电量,因此造成所要求的吨垃圾处理费用高的令人乍舌。

因此,循环流化床垃圾焚烧技术是适合中国国情的垃圾焚烧技术。统计表明:国内现已建成的垃圾焚烧厂中,采用循环流化床垃圾焚烧锅炉技术的标称垃圾处理量已经占到全国垃圾焚烧标称处理量的一半。【山西蓝天郎凤娥环保讲座】