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已阅:1097  推广新型垃圾焚烧技术 促进循环经济发展
 

摘要:本文阐述了焚烧热解技术是实现垃圾处置无害化、减量化、资源化的有效方式,以SSR-100型双回路双热解焚烧炉在诸暨丰泉浬浦生活垃圾无害化处理中心的成功运行实践,验证了推广新型垃圾焚烧技术可促进循环经济发展。
关键词:垃圾焚烧;双回路双热解;焚烧炉;循环经济发展
引语
有资料显示,全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中国垃圾增长率达到10%以上,己成为世界上垃圾包围城市最严重的国家之一。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,而仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。焚烧作为一种处理垃圾的主要技术,己经成为许多发达国家和地区处理城市生活垃圾的主要方式。随着城镇建设的高速发展,焚烧技术成为近年来许多城镇解决垃圾出路问题的新趋势和新热点。科学技术的不断进步,焚烧设备经过全球环保界一代代的研制创新,己从原来的落后状态发展成为运用高科技手段,机电光气一体化的新一代垃圾焚烧设备。SSR-100型双回路双热解焚烧炉在诸暨丰泉浬浦生活垃圾无害化处理厂正常运行近3年的实践表明,该焚烧炉设计是成功的,运行是可靠的,适合于乡镇生活垃圾的无害化、减量化、资源化焚烧处理。
3焚烧技术是国内外处置垃圾的重要方式
焚烧炉发展的实践表明,对比垃圾处置的各种方式,焚烧处理占地面积小,减量化明显,无害化最彻底,资源化(发电、供热等)潜力巨大,国内外发展较快。
焚烧作为一种处理垃圾的专用技术,已经成为许多发达国家和地区处理城市生活垃圾的主要方式。据不完全统计,2006年全世界约有各种类型的垃圾焚烧厂2100余座(其中有1000多座带发电装置),年焚烧生活垃圾总量达1.65亿吨,特别是日本,垃圾焚烧比例已高达75%以上。
随着科学技术的不断进步,焚烧设备经过全球环保界一代代的研制创新,己从原来的落后状态发展成为运用高科技手段,机电光气一体化的新一代垃圾焚烧设备。
我国垃圾焚烧技术的研究起步于20世纪80年代中期,发展历程体现了引进、消化、吸收、创新、自主化的理念和实践,并获得实效。结合国情取得了低热值、含水量和灰分较高的垃圾焚烧处理成果,为焚烧技术在中国和世界的发展开辟了道路。中国自主研发的垃圾焚烧炉有些机型已达到当代国际先进水平。在引进技术的同时,积极推进了垃圾焚烧处理技术工艺和装备自主化的开发和研制。目前,我国环保企业在借鉴国外新技术基础上,已自主研发出炉排式焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉和热解炉,并在工程中应用,取得较好效果。
随着城镇建设的高速发展,焚烧技术成为近年来许多城镇解决垃圾出路问题的新趋势和新热点。目前,我国己有较多城市开始应用先进的焚烧工艺和设备处理生活垃圾,许多小城市和数以千计的乡镇也把建设垃圾焚烧厂提到议事日程,按照《“十一五”全国城市生活垃圾无害化处理设施建设规划》的安排,“十一五”期间,全国将建设垃圾焚烧发电设备设施82个(其中东部地区56个),总处理能力将达到66600t/d,吨造价按30万元计算,总投资额200亿元,其中设备投资约130亿元。
在科学发展观指导下,我国正加大投资力度,扩大内需给环保设备业带来巨大发展机遇。近期国务院出台的扩大内需十项措施包括对环保、节能减排方面的大额投入,这将促进焚烧炉行业的迅速发展。
2SSR-100型双回路双热解焚烧炉的工艺和运行实践
2.1热解工艺的特点
炉排炉、流化床炉、回转窑炉都属于直燃式传统过量空气富氧燃烧炉。焚烧单位质量垃圾所需氧气量相当的空气量称为理论空气量,直燃炉为了保证垃圾完全燃烧,必须要供给比理论空气量所需的更多地空气量,即在富氧状态下才能将垃圾中有机物完全氧化,生成既定的CO2和H2O。
近几年,国内外随着对废物焚烧尾气和灰分排放标准越来越严格。各国环保界都在探索低污染、节约运行费用的热解焚化处置技术。这是一种与直燃式传统过量空气焚烧炉焚烧机理完全不同的新技术。由于大多数有机化合物有热不稳定性的特征,因此,将其置于缺氧的高温条件下,在分解与缩合的共同作用下,这类有机物将发生裂解,转化为分子量较小的气态、液态与固态组分。有机物在这一条件下的化学转化过程称为热解。由于焚烧是在高电极电位条件下的氧化放热分解反应,而热解则是在低电极电位下的吸热分解反应。因此,热解也称为“干馏”。
热解炉在一燃室供给少量的助燃空气,使其在一定温度内进行热裂解。其中可燃物质在缺氧下分解为短链的有机气体及微量氢气和碳氢物。由于缺氧,这些有机气体将流入二燃室高温焚化,而留在一燃室的为固定碳及灰份。热裂解所需空气量仅为直燃式焚烧炉所需空气量的20%~30%。且热解炉在系统末端烧掉的是可燃气体而不是固体,因而热解法的烟气中烟尘量比传统过量空气焚烧要低得多。大大简化了烟气净化设施,降低了造价,减少了排放污染。

2.2SSR-100型双回路双热解焚烧炉的机理
我国城镇生活垃圾(特别是乡镇生活垃圾)热值低(800~1200kcal/kg),含水率高(30~60%)。由于垃圾水分大,进一步降低了热值,热解的热平衡困难,需添加较多辅助燃料才能热解焚烧,一般热解炉难以胜任焚烧工作。
实践表明,要热解生活垃圾的关键是要将生活垃圾的含水率大幅度降下来。为解决这一难题,我们经过了几百次反复试验,不断总结经验教训,最终采用双回路双热解机理彻底解决了生活垃圾热解焚烧问题。
双循环双热解炉组合是由立式炉和卧式回转干化窑组成。它配置三股风源,即炉底的一次风,立炉腰部的二次风及立炉窑口的干化回风,形成一个双循环、双热解、三次燃烧的工艺过程(工艺流程见图1)。

 

图1SSR-100型双回路双热解焚烧工艺流程框图
具体工艺流程为:垃圾进入卸料大厅,倒入垃圾暂存坑,再由行车抓斗抓提至进料口,经过自动液压进料机构推入回转炉内,预热干燥。当烘干到200℃时,由回转炉体转动将垃圾缓缓连续投入热解立炉,垃圾经点着火后,鼓入略小于理论空气量的空气,废物中的易燃物直接燃烧,不完全燃烧的烟尘和长链的有机化合物成份在缺氧的环境中迅速裂解成短链的可燃气体(碳氢化合物、一氧化碳、氢气),进入二燃室和过量空气充分混合进行高温过氧(过量空气系数1.3-1.5)充分燃烧,烟气里的有毒有害物质的分子结构被彻底破坏。垃圾反应完全后,通过出渣系统排出,炉渣可以制砖。焚烧后的高温烟气直接进入余热锅炉冷却系统,烟气温度850℃降至200℃出口,产生蒸汽或热水,余热锅炉采用特殊的受热面布置,使烟气温度在1秒内迅速从500℃降至200℃,减少二恶英低温生成,烟气再经过除酸系统、活性炭喷粉吸附系统和高效除尘系统,去除烟气中烟尘、酸性气体、重金属、二恶英类等污染物,最后经过烟囱达标排放。
2.3SSR-100型双回路双热解焚烧炉的运行实践
2006年11月,由丰泉集团采用BOT方式投资建设的诸暨丰泉涅浦生活垃圾无害化处理厂正式投产运行,该厂采用丰泉集团研发的SSR-100型双向路双热解焚烧炉。正常运行近3年的实践表明:设计是成功的,运行是可靠的,为我国乡镇生活垃圾的无害化、减量化、资源化焚烧处理开了先河,是环保高新技术参与社会主义新农村建设的成功范例。
该处理厂在浙江诸暨市占地26亩,总投资3000多万,每天将附近10个乡镇、106个自然村共30万人口产生的100吨生活垃圾全部彻底热解焚烧处置成功,解决了城乡一体化处置垃圾的难题。在垃圾焚烧热解利用方面也进行了有益的尝试。当地的一家袜厂将定型车间建在了处理厂中,利用蒸汽给袜子进行定型,但这只利用了处理厂很少的一部分热能。实际上,每处理1吨垃圾,大约可以产生1吨的蒸汽,或5吨热水,可以给周边的居民区、单位和服务行业供热,也可以供工厂直接使用。如果浬浦的蒸汽热能利用能够达到80%,每年的收入就能够达到400万元。另外,1吨垃圾在焚烧后,会产生大约18%的炉渣,这是很好的制砖原料。丰泉浬浦垃圾处理厂内也建了一个制砖厂,以焚烧产生的炉渣为主要原料,加入3%左右的水泥,制成优质地砖.
3结束语
丰泉环保自主开发的双回路热解焚烧炉技术在诸暨丰泉浬浦生活垃圾无害化处理中心得到了有效的应用。该实践证明,采用双回路热解焚烧炉是解决城乡一体化处置垃圾的先进炉型,我们应根据农村垃圾热值低、水份高的实际情况在乡镇大力推广这一模式,为发展循环经济资源再利用做贡献。

 
 

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