技術分析|垃圾焚燒發電的技術特點及問題分析

www.bbpbkwe.cn 2017年06月19日 來源:46危廢 發表評論

核心提示:當前生活垃圾是一個非常嚴重的問題,如果不對其進行有效的處理,將對環境造成嚴重的污染。尤其是在城市中,人口密度較大,產生的生活垃圾也相對較多,當前對于生活垃圾的處理往往都是采用焚燒的方式,通過生活垃圾的焚燒,又可以將其用來進行發電,所以采用焚燒的方式對于生活垃圾進行處理不僅能夠減少生活垃圾對于環境的破壞,同時還能夠用來發電。

垃圾焚燒發電概述

垃圾焚燒發電是指將城市生活垃圾采用焚燒方式,通過焚燒將熱能轉化為機械能,再將機械能轉換成為動能的過程。整個過程焚燒的原料為城市生活垃圾,城市生活垃圾相對農村生活垃圾、工程垃圾廢料等水分較少,易燃燒,燃燒熱值較高,需要的輔料較少www.bbpbkwe.cn節能

目前為止,世界上的垃圾焚燒技術主要分為四種:爐排爐,流化床,回旋和熱解,其中爐排爐和流化床運用較為廣泛。

爐排爐技術將爐排分為干燥區、燃燒區、燃盡區,用油做輔助燃料,由于爐排之間的交錯運作,將垃圾向下方推動,使垃圾一次通過爐排上的各個區域,直至燃盡排出爐膛,對垃圾熱值要求較高,主要在1200kcal/kg(5040kj/kg)以上,雖然現有的技術相對比較成熟,垃圾的預處理較為簡單,運營成本較小,但是核心技術在國外,加上價格昂貴,維護成本較高,因此主要適用于政府財力充沛、國企運營,我國爐排爐焚燒發電廠有77座。

流化床工藝利用煤做輔助燃料,在爐膛內加入大量的石英砂加熱到600℃以上,加上200℃的熱風,讓垃圾與沸騰的熱砂一起燃燒,垃圾熱值達到800kcal/kg(3360kj/kg)以上就可設備比較便宜,投資較小,運行穩定,燃燒充分,但是必須進行預處理,操作氣流的控制過程較難,運營成本高,因此適合于政府財力有限的運營,我國流化床焚燒發電有59座。

在生活垃圾焚燒技術的研究、開發以及應用等方面,我國的起步較晚。在1987年,我國第一個垃圾焚燒發電廠運行。與發達國家相比,我國在焚燒發電方面,不管是設備還是規模都有著較大的差距,僅達到了3.72%的生活垃圾焚燒量,200多兆瓦發電總裝機容量,較發達國家平均水平相差甚大。

垃圾焚燒發電廠主要工藝流程

控制系統

集散控制系統簡稱DCS,也可直譯為“分散控制系統”。其基本設計思想是控制分散、操作與管理集中,結構形式是多層多級、合作自治。集中管理與分散控制是其主要特征。當前DCS廣泛應用在電力、石化、冶金等行業中。

垃圾接收及投料系統

垃圾焚燒發電廠垃圾接收及投料系統包括(1)垃圾稱重系統(2)垃圾卸料系統(3)垃圾儲存(4)滲瀝液收集與輸送系統。

及時排出與收集垃圾倉中的滲瀝液有助于垃圾熱值的提升,垃圾倉臭味擴散也在一定程度上得到避免,為焚燒爐的穩定運轉提供保障。垃圾倉內設有可靠的垃圾滲瀝液收集系統。

焚燒爐系統

焚燒爐采用比利時吉寶西格斯設備,每臺焚燒爐日處理垃圾量為750噸。燃燒爐型為六列階梯往復式順推+翻動爐排,焚燒爐爐排分給料爐排和燃燒爐排。

(1)給料爐排主要作用是讓垃圾分別經過給料斗、給料隔絕檔板、給料溜槽到達推料器,通過液壓驅動的推料器將垃圾送入到焚燒爐排上進行焚燒。

(2)焚燒爐排分為五段六列,每段由固定、滑動和翻動爐排組成,分別通過控制滑動和翻動爐排的工作次數、頻率、速度等參數進行焚燒爐的燃燒調整。圖為焚燒爐滑動爐排和翻動爐排的工作原理示意圖。

技術分析|垃圾焚燒發電的技術特點及問題分析

(3)焚燒爐風煙系統

一次風系統與二次風系統是其重要組成部分。

余熱爐系統

焚燒爐內產生的高溫煙氣由余熱鍋爐熱能回收裝置進行能量回收,余熱鍋爐為單爐膛四通道室內布置的自然循環汽包爐,固態排渣,其中由膜式水冷壁、過熱器、煙道蒸發管束以及省煤器共同構成了爐內受熱面。在一級過熱器與二級過熱器出口分別設置二級減溫器。機械振打清灰裝置和四煙道激波清灰裝置布置在余熱爐三、四煙道。

煙氣處理系統

石灰漿制備系統、SNCR脫銷系統、半干式反應塔系統、布袋除塵器系統、活性炭噴射系統、引風機系統等構成了煙氣凈化處理系統。煙氣凈化處理系統采用SNCR系統通過向燃燒室注入氨水用化學反應吸收氮氧化合物進行脫硝處理后,進入半干式反應塔進行脫硫脫酸,旋轉噴霧反應塔將余熱鍋爐出口煙氣納入其中,并在煙氣中噴入約6-15%的霧化后石灰漿,煙氣中的酸性氣體與其發生反應。同時,在反應塔出口噴射活性炭,對二惡英、呋喃和重金屬等污染物質進行吸附,在袋式除塵器中煙氣中的酸性氣體與過量的反應劑進一步反應。煙氣中的各種顆粒附著于濾袋表面,經壓HTTP://www.bbpbkwe.cn縮空氣反吹排入除塵器灰斗。經過多重凈化處理后的合格煙氣,由引風機經煙囪排入大氣中。

汽輪發電機系統

余熱鍋爐產生的過熱蒸汽,經管道供給抽汽式汽輪發電機組發電。

其他輔助系統

除以上系統以外,垃圾焚燒發電廠還包括垃圾吊系統、化學水制水系統、滲濾液處理系統等輔助系統。

垃圾焚燒發電需對廢棄問題進行有效的控制

SNCR技術

SNCR技術有著較高的經濟性,其實質是選擇性非催化還原法。垃圾焚燒發電中,垃圾有著復雜的成分,因此大量的氮氧化物會在焚燒過程中產生,若是這些氣體不經處理排放將會嚴重的污染環境,因此其處理技術的選擇是至關重要的。

在垃圾焚燒發電中應用SNCR技術,其還原劑可以選擇NH3以及尿素等,通過霧化在鍋爐中加入,使焚燒產生的Nox與還原劑反應,從而有效的處理焚燒產生的Nox,避免污染環境。溫度是SNCR技術應用的重要影響因素,溫度若是達不到要求將會影響脫銷效率,因此在應用中需要合理的控制溫度。

半干法脫酸工藝

煙塵、酸性氣體以及重金屬等有害氣體也會在垃圾焚燒過程中產生,從而污染環境,因此在處理中可以選擇噴霧干燥反應塔+活性炭吸附+布袋除塵器的半干法脫酸工藝。首先酸性氣體的去除可以在噴霧干燥反應塔中進行,這個過程包含了兩個階段,

第一個階段反應塔上部的石灰漿滴液會混合煙氣,相互間發生反應,第二個階段就是在除塵器中,反應塔下部的固態顆粒物繼續與氣態顆粒物發生反應,反應塔灰斗會排出反應完成后的生成物。反應塔排出大量的攜帶顆粒物的煙氣,然后經過布袋除塵器的處理,最終達到凈化煙氣的目的,有效的處理了煙氣中的有毒有害物質,避免污染環境。

結語

我國每天都會產生大量的垃圾,若是不經過有效的處理將會對環境帶來極大的破壞,而垃圾焚燒發電作為當前一種先進的垃圾處理方式已經在一些發達國家廣泛應用,我們也需要迎頭趕上,不斷的分析和研究垃圾焚燒發電技術,促進技術的提升,使其為我國經濟的發展做出貢獻。同時在垃圾焚燒發電中,尤其需要注意煙氣處理問題,若是處理不當也會污染環境,需要根據實際情況選擇合理的煙氣處理工藝,避免其污染環境。

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