信息詳細內容一、概述
隨著城市經濟建設的持續發展和人們生活水平的不斷提高，城市化進程加快，城市人口大量增加，城市規模日益擴大，生活垃圾產生量逐年增長，近年來每年增長速度約5%，有的城市產生“垃圾圍城”現象，對垃圾處理不當，會對環境造成巨大危害，因此，如何對垃圾處理進行有效的管理已經成為亟待解決的問題。
二、城市生活垃圾的處理方式
1、垃圾填埋處理方式：在地下或地面建造可靠設施，將垃圾與周圍環境（地面、地下水、空氣和雨水）隔離，這種隔離是通過底部襯層和對新垃圾進行的土壤覆蓋來實現的，新來的垃圾一般采用分層覆土填埋的方式對垃圾進行處理，堆積一層垃圾后再覆蓋一層黃土，這樣很容易降低垃圾的污染。其特點是操作簡單，可以處理所有種類的垃圾，目前垃圾衛生填埋在我國垃圾處理中占70%以上，可見我國垃圾主要還是依靠衛生填埋方式進行處理。但這種方式占地面積逐年擴大，同時存在嚴重的二次污染。例如垃圾滲出液會污染地下水及壤，垃圾堆放不可避免產生的臭氣嚴重影響場地周邊的空氣質量，另外，垃圾發酵產生的甲烷氣體既是火災及爆炸隱患，排放到大氣中又會產生溫室效應。有的城市已經認識到這一問題，建設了一批具有較高水平的衛生填埋廠，較好地解決了二次污染問題，但建設投資大，運行費用高(包括規范的填埋、滲出液處理、殺菌消毒及甲烷收集利用等)；最關鍵的是填埋廠處理能力有限，服務期滿后仍需投資建設新的填埋場，進一步占用土地資源等給城市發展帶來困擾，城市逐漸尋找新的處理途徑。
2、焚燒處理方式：是將垃圾在垃圾池簡單發酵后直接送入焚燒爐內燃燒，并對燃燒后產生的煙氣進行處理達標排放的一種處理方式，一般燃燒后的熱量用于在余熱鍋爐中加熱水產生蒸汽，用于發電，產生經濟效益。目前垃圾焚燒處理方式在我國垃圾處理中占25%以上，并逐年提高，通過焚燒處理，可實現垃圾重量減量80%左右，容積減量90％以上，因此垃圾焚燒處理方式是實現垃圾減量化、資源化、無害化最有效的處理手段，可以有效地控制二次污染，極大改善環衛工作的面貌。有效地改善填埋場庫容過快消耗的局面，減輕填埋壓力，減少惡臭污染。焚燒處理方式在許多發達國家得到廣泛應用，也已經成為中國大、中城市生活垃圾處理的發展趨勢。但對焚燒條件控制不當會存在污染問題，且設備投資較大,目前，國內通過改進焚燒系統工藝及強化尾氣處理等手段已經較好地解決了尾氣污染問題，大量的垃圾發電項目正在興建。此方式占地少、處理周期短、無害化程度高、資源化效果好。
3、堆肥處理方式：是在有控制的條件下，利用自然界廣泛存在的微生物，使垃圾中有機物發生生物化學反應而降解，形成一種類似腐蝕質土壤的物質，用作肥料并用來改良土壤，堆肥處理的工藝也比較簡單，適合于易腐有機質含量較高的垃圾處理。但堆肥技術也存在明顯的缺點，就是不能處理不可腐爛的有機物和無機物(紙、塑料、布、橡膠和煤渣、玻璃、重金屬Pb、Hg、Cd、Cr、Sb、Al等)，因此減容、減量及無害化程度低，所以僅僅依靠堆肥處理仍然不能徹底解決垃圾問題。因此，堆肥技術必須是將新鮮的垃圾首先進行分類后再將易腐有機組分進行發酵，才能有效地防止重金屬的滲入，從而保證有機肥產品達到國家標準，真正實現無害化和資源化。
三、垃圾焚燒發電鍋爐的形式
目前國內外應用較多、技術比較成熟的生活垃圾焚燒發電鍋爐爐型主要有機械爐排爐、流化床焚燒爐。
1、機械爐排鍋爐
機械爐排爐采用層狀燃燒技術，具有對垃圾的預處理要求不高，對垃圾熱值適應范圍廣，運行可靠及維護簡便等優點，是目前世界最常用、處理量最大的城市生活垃圾焚燒爐，在歐美等先進國家得到廣泛使用，其單臺最大規模可達1000t/d，技術成熟可靠。垃圾在爐排上通常經過預熱干燥段、燃燒段和燃燼段三個階段。垃圾在爐排上著火，熱量來自爐膛前上方（前拱）的輻射和煙氣的對流烘烤，以及垃圾層中已燃燒火焰的加熱。爐排上已著火的垃圾通過爐排的相對運動，使垃圾層強烈的翻動和攪動，引起垃圾底部的燃燒。連續的向后翻動和攪動，也使垃圾層松動，透氣性加強，有利于垃圾的燃燒和燃燼。
2、流化床焚燒爐
流化床技術在70年前便已被開發，之后在20世紀60年代用來焚燒工業污泥，在70年代用來焚燒生活垃圾，在國內，近些年來流化床焚燒爐得到了一定程度的應用。流化床焚燒爐的焚燒機理與燃煤流化床相似，利用床料的大熱容量來保證垃圾的著火燃燼，床料一般加熱至600℃左右，再投入垃圾，保持床層溫度在850℃。流化床焚燒爐可以對任何垃圾進行焚燒處理，燃燒十分徹底。但對垃圾有破碎預處理要求，容易發生故障。另外，國內大部分流化床均需加少量煤進行焚燒。
四、機械爐排鍋爐
目前國內生活垃圾焚燒發電以機械爐排鍋爐為主，下面對其進行介紹。
1、系統及生產過程
垃圾運輸車進入焚燒廠通過汽車衡稱重計量后進入卸料平臺，通過卸料門把垃圾卸入垃圾池。垃圾池上方設置的垃圾抓斗將暫存一段時間的垃圾抓起投入給料裝置的垃圾料斗內，通過推料器將垃圾推入爐內爐排上。垃圾在爐排上依次通過干燥、燃燒和燃燼三個階段，垃圾可燃成分完全燃燒，殘留的爐渣由爐排尾部落入排渣機內，排渣機內存有保持一定水位的水，通過水封作用保證密封以維持爐內負壓，落入排渣機內的灰渣經水熄火冷卻后，被排渣機推料板推出并脫除部分水分，由振動輸送槽將灰渣送入皮帶，由皮帶輸送至灰渣坑（堆）。灰渣在皮帶上運行，其中的鐵絲、鐵塊等金屬物被上方的除鐵器吸出。流程示意見圖1。
一次風取自垃圾池上方，由送風機抽吸加壓后，通過蒸汽空氣預熱器、煙氣空氣預熱器依次將風溫提升至200℃左右；通過布風管上的風門調節，按最合適的風量分配送入爐排下方各風室內。在爐排片上開有通風孔，風穿過爐排片的風孔進入爐膛參與燃燒。垃圾池在通風機的抽吸作用下保持負壓，以防止垃圾池內臭氣擴散，在全部焚燒爐停止運行期間，通過另外設置的通風機，將垃圾池聚集的臭氣吸入除臭裝置，通過除臭裝置內活性炭層的吸附除去臭味后排出至大氣。
在爐床上部喉部前后墻位置附近，布置有二次風噴嘴，熱煙氣經二次風補充氧量并且擾動，使煙氣中的未燃成分充分完全燃燒，完全燃燒后的高溫煙氣在引風機的抽吸下排出焚燒爐的一次燃燒室，煙氣向上流過鍋爐第一通道，在第一通道下部水冷壁敷設耐火材料，以減少熱交換和保護水冷壁管子免受高溫腐蝕，并維持此區間的溫度在850℃以上，煙氣由第一通道出口經凝渣管轉向通過鍋爐第二通道，再轉向后進入布滿對流受熱面的第三通道，煙氣被冷卻到350℃左右進入省煤器，被冷卻到220℃左右排出。
煙氣排至后部除酸塔內通過與噴入的除酸劑（消石灰）及霧化水分混合，煙氣中的大部分HCI、SOx酸性成分被中和脫除，同時煙氣溫度被降至170℃，在布袋除塵器入口煙道上，由活性炭倉和消石灰倉送來的細粉粒通過噴嘴吹入煙道內，與煙氣充分混合后隨煙氣進入布袋除塵器，被濾袋阻擋形成反應吸收層，煙氣通過反應層和濾袋過程中，煙氣中的二噁英、重金屬被活性炭顆粒吸附，未脫除的少量的HCI、SOx等酸性氣體與消石灰粉末反應。吸附和反應的產物都留在吸收層上，這個吸收層隨著布袋除塵器的吹掃而脫落更新，同步實現了除塵、脫酸、脫除二噁英，凈化后的煙氣通過引風機送入煙囪排至大氣。分離下來的飛灰通過固化處理設備加濕、加藥、加粘合劑固化后，填埋或室內儲存。
對于脫氮系統，可采用SNCR系統，以氨水或尿素水為還原劑，爐內噴入，反應生成N2隨煙氣排出。
焚燒產生的熱量被余熱鍋爐吸收，余熱鍋爐產生過熱蒸汽，供給汽輪機帶動發電機組發電。
圖1 垃圾處理工藝流程簡圖
2、機械爐排爐特點：
（1）、機械爐排爐技術成熟，大部分垃圾焚燒廠均采用該爐型。
（2）、應用廣泛。機械爐排爐更能夠適應國內垃圾高水分、低熱值的特性，確保垃圾的完全燃燒。
（3）、操作可靠方便，對垃圾適應性強，不易造成二次污染。
（4）、經濟性高，垃圾不需要預處理直接進入爐內，運行費用相對較低。
（5）、設備壽命長，穩定可靠，運行維護方便，國內已有成熟的技術和設備。
五、焚燒生產線的配置
按照《垃圾焚燒工程建設標準規定》和國內外垃圾焚燒廠建設運營的經驗，對于1000噸級的垃圾焚燒廠，焚燒生產線數量一般為2～3條。
從設備維修時對焚燒廠處理能力和汽輪機工作穩定性的影響考慮，焚燒線數量越多，設備備用性越好，故障和檢修對焚燒廠的影響越小,也有助于發電機組工況的穩定。
從投資角度考慮，在總處理規模確定、技術可行的情況下，全廠采用焚燒線數量越少，單臺垃圾焚燒爐規模越大，焚燒廠設備數量和金額也就越少，因此，采用大規模的焚燒爐能夠有效的減少單位投資成本和一次性投資。從土建方面考慮，2臺焚燒爐配置還能夠有效減少占地面積和土建投資費用。
在焚燒處理規模一定的情況下，焚燒線數量越少，則維修、操作、管理更為方便，所需運行人員比較少，由于設備相對較少，全廠故障率也隨之降低。原材料與能耗較少。
一般焚燒電廠最終規模，其焚燒線不應少于2條。
六、余熱鍋爐過熱蒸汽參數的確定
在焚燒爐中，焚燒所產生的煙氣中含有大量的HCI、SOx等腐蝕性氣體和灰分，是余熱鍋爐系統中各受熱面發生嚴重腐蝕的主要因素。焚燒廠余熱鍋爐過熱蒸汽參數的確定既要考慮短期內焚燒廠的發電效益，也要特別考慮焚燒廠長期的運營穩定性和安全性。
在國際上，城市生活垃圾焚燒廠主蒸汽參數有兩種，一種是中溫中壓蒸汽參數，溫度400℃，壓力4.0MPa；另一種為中溫次高壓參數，溫度450℃，壓力6.5MPa。
（1）中溫次高壓技術與中溫中壓技術均是成熟技術，在國內進行制造和設計不存在問題，這兩種參數的主要區別在于過熱器的材質。一方面，430℃是鍋爐過熱器材質提高的分界線，430℃以下可采用碳鋼，430℃以上的就必須采用合金鋼；另一方面，過熱蒸汽參數的提高，必將帶來鍋爐煙氣側受熱面溫度增加，從而使鍋爐受熱面受到來自HCl和SOx等腐蝕性化學成分更強烈的腐蝕威脅，其結果是降低了過熱器的使用壽命。
（2）采用中溫次高壓技術，鍋爐受熱面面積有所增加，本體尺寸變化較小。由于提高了主蒸汽參數，使熱機的承壓部件（主要有鍋爐、汽輪機、給水泵、管道等）、及其附件等的制造成本（金屬重量增加，材質提高）增加，從而增加了鍋爐設備的初投資。
（3）、一般單爐500t/d左右可采用中溫中壓，目前，我國生活垃圾焚燒發電鍋爐絕大部分采用中溫中壓，大型焚燒爐根據情況可采用稍高參數等級。
參考文獻：1、白良成《生活垃圾焚燒處理工程技術》，2009年第一版
2、王向東、李一善等《特種鍋爐》，2013年第一版
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