垃圾发电:垃圾焚烧处理知识及国外垃圾处理情况

2018-12-05

 

一、生活垃圾焚烧处理知识

焚烧就是烧掉、烧毁;在燃烧过程中,把可燃的物质都烧完了,化成灰烬。焚烧处理是利用高温氧化作用处理生活垃圾——将生活垃圾在高温下燃烧,使生活垃圾中的可燃废物转变为二氧化碳和水等,焚烧后的灰、渣仅为生活垃圾原体积的20%以下,从而大大减少了固体废物量,还可以消灭各种病原体。垃圾处理应贯彻因地制宜采取经济、合理的技术手段,实现垃圾处理的减量化、资源化和无害化。



1.城市垃圾的特征及燃烧特性分析

城市生活垃圾是由多种废物组成的混合物,成份非常复杂、水分高、热值较低,在1400~3500kcal/kg左右,具有透气性强、脱水速度快,燃烧速度快,灰份低等特点。

2.约翰节能高温气化垃圾焚烧炉燃烧方式

生活垃圾的燃烧由于透气性强,燃烧速度快,一是容易造成燃烧室的氧含量大,NOx产生量大;二是易形成积碳,容易堵塞炉排及换热管束。

为此我们在炉拱下部布置高温风管(高温风来源于炉膛内部的盘管),利用高温空气从上而下吹燃燃料,减少NOx的产生。本高温风为主给风量。

利用垃圾开始焚烧时产生的热量来预热空气至300-500℃,把热空气加压后,通过炉拱下部布置高温风管,从炉排上慢慢燃烧的火焰上部,逆行吹至燃料,使其进行预热后并迅速燃烧。垃圾在气化室内自上而下燃烧裂解。解决氧含量大与积碳问题。



二、国外垃圾焚烧处理的情况

1.欧州焚烧处理现状。目前欧洲各国普遍加强垃圾焚烧处理,欧盟的废物管理最高法令也明确支持和鼓励对垃圾进行能源回收(以焚烧为主)。1996-2007年,欧盟成员国垃圾填埋量不断减少,而焚烧量却呈上升趋势。据统计,2006年欧洲主要国家总人口为5.78亿人,生活垃圾产生总量约为2.97亿吨,生活垃圾焚烧发电(供热)厂达到425座,垃圾焚烧处理量约6362万吨,比2001年增加了20%。

2.美国焚烧处理现状。在美国,垃圾焚烧在垃圾处理系统中一直占有一席之地,美国全国垃圾焚烧处理率一直在14%左右。2007年,美国共有87座垃圾焚烧发电(供热)厂,分布在26个州,焚烧炉共220台,总规模93 943吨/日,共处理垃圾2870万吨,装机总容量为2720MW,年发电量为170亿度。美国的焚烧处理能力是中国的2倍,集中在东北部经济发达地区。

3..日本焚烧处理现状。在日本,垃圾焚烧处理量一直是居高不下,东京的中央焚烧厂距离日本皇宫仅3.5公里;日本皇宫周边7公里范围内有7座垃圾焚烧发电厂。

从上个世纪六十年代起,日本就开始大规模建设焚烧厂,达到使用年限之后需要关闭的垃圾焚烧厂绝大多是早期建设的小型垃圾焚烧厂,由污染控制水平更高的大型垃圾焚烧厂所替代。近几年,日本垃圾焚烧总量略有减少,主要是垃圾分类回收和减量化的推行,造成垃圾清运总量在减少。总的来看,日本垃圾处理都以焚烧为主,垃圾分类回收在逐步加强,填埋处理量在逐步减少。

4. 新加坡焚烧处理现状。新加坡的垃圾处理政策是“发展与维持足够的焚烧厂以焚烧全部可以焚烧的垃圾,发展与维持足够的填埋场以处理全部不可焚烧的垃圾和焚烧后的灰烬”,新加坡实行的是全量焚烧、灰渣填埋的垃圾处理方式。新加坡现有4座垃圾焚烧发电厂、1座垃圾填埋场及1座与之配套的海上转运站,分别位于其北部、中部、西部偏南和南部海岛,除最早建设的乌鲁班丹焚烧发电厂距居民区2公里外,其它处理厂(场)均距居民区10公里外。实马高垃圾埋置场主要填埋新加坡4座焚烧发电厂焚烧后的灰烬,以及不可焚烧的工业、建筑废料,预计可使用至2045年。大士南垃圾焚烧发电厂全负荷垃圾处理能力3000吨/日,为目前全球规模最大,年生产电力9.81亿千瓦时,占新加坡全部电力需求的2%-3%。



三、高温气化燃烧垃圾焚烧炉燃烧原理

垃圾的水分40%,热值在1400~3500kcal/kg左右。利用气化产生的高温来保证燃烧室的温度在850℃~1100℃左右,解决垃圾燃烧中的温度低及布风不均漏冷风的问题。燃烧的高温经过上部的高热解区使烟气可以在900℃以上的高温区停留2秒钟的(处理二噁英)国际标准,使所有有机物充分分解燃烧。

炉内采用一氧化碳还原法脱硝技术,可以使NOX的排放小于200mg/m3的国家标准。经脱硝后烟气进入换热面换热。

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