生活垃圾清潔焚燒技術(shù)

生活垃圾清潔焚燒技術(shù)NATIONALENGINEERINGLABORATORYFORBIOMASSPOWERGENERATIONEQUIPMENT肖顯斌博士、副教授生物質(zhì)能研究中心主任生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況1.1我國(guó)生活垃圾的現(xiàn)狀年產(chǎn)生量：超過(guò)3.6億噸城市生活垃圾：約2.2億噸增長(zhǎng)速度：6-8％人均垃圾排放量：約1.2公斤/日·人累積堆存量：約70億噸占地：約80多萬(wàn)畝1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況1.1我國(guó)生活垃圾的現(xiàn)狀1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況1.2處理現(xiàn)狀截至2010年底，全國(guó)設(shè)市城市和縣城生活垃圾年清運(yùn)量2.21億噸，生活垃圾無(wú)害化處理率63.5%，其中設(shè)市城市77.9%，縣城27.4%城市垃圾處理以填埋為主（352038噸/日、77%），焚燒（89625噸/日、20%）和堆肥所占比例較小無(wú)害化處理設(shè)施數(shù)量：衛(wèi)生填埋場(chǎng)919，垃圾焚燒廠119，其他381我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況1.2處理現(xiàn)狀1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況1.2處理現(xiàn)狀主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化2生活垃圾資源化利用的意義2.1對(duì)廢棄物的再認(rèn)識(shí)從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)廢棄物資源—產(chǎn)品—再生資源生活垃圾也是一種可再生的資源可回收垃圾包括紙類(lèi)、金屬、塑料、玻璃等，通過(guò)綜合處理回收利用，可以減少污染，節(jié)省資源如每回收1噸廢紙可造好紙850公斤，節(jié)省木材300公斤，比等量生產(chǎn)減少污染74％；每回收1噸塑料飲料瓶可獲得0．7噸二級(jí)原料；每回收1噸廢鋼鐵可煉好鋼0．9噸，比用礦石冶煉節(jié)約成本47％，減少空氣污染75％，減少97％的水污染和固體廢物2生活垃圾資源化利用的意義2.1對(duì)廢棄物的再認(rèn)識(shí)城市生活垃圾每公斤約具有4.5MJ的熱能廢棄物都有達(dá)到資源化的途徑廢棄物的資源化有良好的環(huán)境效益，也有很好的經(jīng)濟(jì)效益2生活垃圾資源化利用的意義2.2生活垃圾熱利用的方式直燃發(fā)電：純燒垃圾、與煤混燒（按重量比，煤低于20%）、與秸桿混燒成型后燃燒（RDF)熱解氣化發(fā)電填埋氣燃燒發(fā)電2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策《可再生能源法》（2005）：可再生能源，是指風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)（包括生活垃圾）能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能源?guó)家將可再生能源的開(kāi)發(fā)利用列為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，通過(guò)制定可再生能源開(kāi)發(fā)利用總量目標(biāo)和采取相應(yīng)措施，推動(dòng)可再生能源市場(chǎng)的建立和發(fā)展國(guó)家鼓勵(lì)和支持可再生能源并網(wǎng)發(fā)電電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策《中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》（2006）：加快開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能，支持發(fā)展秸稈、垃圾焚燒和填埋氣體發(fā)電《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（2007）：促進(jìn)垃圾資源化利用，縣級(jí)以上城市（含縣城）要建立健全垃圾收集系統(tǒng)，全面推進(jìn)城市生活垃圾分類(lèi)體系建設(shè)，充分回收垃圾中的廢舊資源，鼓勵(lì)垃圾焚燒發(fā)電和供熱、填埋氣體發(fā)電，積極推進(jìn)城鄉(xiāng)垃圾無(wú)害化處理，實(shí)現(xiàn)垃圾減量化、資源化和無(wú)害化2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià)的，由國(guó)務(wù)院價(jià)格主管部門(mén)分地區(qū)制定標(biāo)桿電價(jià)，電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加補(bǔ)貼電價(jià)組成。補(bǔ)貼電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.25元《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理工作的通知》（2008）：現(xiàn)階段，采用流化床焚燒爐處理生活垃圾作為生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目申報(bào)的，其摻燒常規(guī)燃料質(zhì)量應(yīng)控制在入爐總質(zhì)量的20%下2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》（2007）確定的主要發(fā)展目標(biāo)是：到2010年，生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到550萬(wàn)千瓦，到2020年，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。而目前全國(guó)生物質(zhì)發(fā)電（含垃圾發(fā)電）并未達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，因此具有廣闊的發(fā)展前景《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作意見(jiàn)的通知》（2011）：土地資源緊缺、人口密度高的城市，要優(yōu)先采用焚燒處理技術(shù)按照相關(guān)規(guī)劃，到“十二五”末，中國(guó)的垃圾焚燒廠總數(shù)將超過(guò)300座，日處理能力將達(dá)到30萬(wàn)噸2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》（2011）：按照“減量化、資源化、無(wú)害化”的原則，因地制宜地選擇先進(jìn)適用的技術(shù)，有條件的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用焚燒等資源化處理技術(shù)到2015年，全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力達(dá)到無(wú)害化處理總能力的35%以上，其中東部地區(qū)達(dá)到48%以上“十二五”期間，全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)總投資約2636億元，其中超千億元將切給垃圾焚燒發(fā)電2生活垃圾資源化利用的意義2.3國(guó)家的鼓勵(lì)政策《關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價(jià)格政策的通知》（2012）：以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目均先按其入廠垃圾處理量折算成上網(wǎng)電量進(jìn)行結(jié)算，每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量暫定為280千瓦時(shí)，并執(zhí)行全國(guó)統(tǒng)一垃圾發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)每千瓦時(shí)0.65元，其余上網(wǎng)電量執(zhí)行當(dāng)?shù)赝?lèi)燃煤發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)2生活垃圾資源化利用的意義2.4

十二五擬建的垃圾發(fā)電廠

西藏將在拉薩將建首個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠；初步選址在曲水縣聶當(dāng)鄉(xiāng)尼浦溝，占地85.7畝，一期建設(shè)日焚燒750噸重慶計(jì)劃新建兩座垃圾發(fā)電廠，日處理生活垃圾能力分別為1800噸和600噸云南將在昆明的西山區(qū)、呈貢新區(qū)、昆明空港建設(shè)3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠，日處理垃圾量分別為1000噸、700噸和600噸江西首家垃圾焚燒發(fā)電廠在都昌建設(shè)，該垃圾焚燒項(xiàng)目總投資2.75億元，日處理生活垃圾500噸，年發(fā)電量5000萬(wàn)千瓦時(shí)主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.1優(yōu)勢(shì)——無(wú)害化徹底、減容量大、資源利用充分大大減少垃圾體積和重量，焚燒后的灰渣可以綜合利用（焚燒后體積可減少90％以上）垃圾處理速度快，不需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存垃圾就地焚燒，不需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸可以回收能量用于發(fā)電和供熱通過(guò)焚燒爐的正確設(shè)計(jì)，組織低污染燃燒，可有效控制二次污染3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.2焚燒爐大氣污染物排放限值3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（1）自然界中二惡英的幾個(gè)主要來(lái)源自然界本身就存在二惡英，主要存在于一些沉淀物和土壤之中；尤其以森林土壤為多，初步認(rèn)為由森林大火產(chǎn)生；生活垃圾本身含有二惡英1930年以后，環(huán)境中的二惡英穩(wěn)定增長(zhǎng)，主要是人類(lèi)使用了大量的含氯的化學(xué)物品3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（1）自然界中二惡英的幾個(gè)主要來(lái)源焚燒過(guò)程，大部分的含氯物質(zhì)焚燒（如MSW,污水污泥，醫(yī)療垃圾，有害工業(yè)廢料等）都會(huì)產(chǎn)生PCDD/PCDFs，尤其是控制不好或無(wú)控焚燒，如露天焚燒或填埋場(chǎng)自燃，產(chǎn)生量則更大金屬冶煉和精煉過(guò)程化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程生物學(xué)和光化學(xué)過(guò)程隨著廢棄物焚燒處理的加速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)中對(duì)二惡英的關(guān)注也越來(lái)越多3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（2）二惡英的理化特性簡(jiǎn)介分子結(jié)構(gòu)式由于每個(gè)苯環(huán)上可以取代1～4個(gè)氯原子，所以總共有135種PCDFs（多氯二苯并-對(duì)-二惡英）和75種PCDDs（多氯二苯并呋喃）異構(gòu)體。這兩類(lèi)統(tǒng)稱(chēng)為二惡英類(lèi)物質(zhì)二惡英類(lèi)有機(jī)物是毒性最強(qiáng)的物質(zhì)3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（3）二惡英生成所需的幾個(gè)重要條件含氯高分子化合物如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚、O2、HCl等二惡英類(lèi)前體物適宜溫度（250—550℃）區(qū)間氯化銅、氯化鐵等金屬化合物的催化作用在以上條件具備的前提下，通過(guò)重排、自由基組合、脫氯等過(guò)程容易產(chǎn)生二惡英3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（4）二惡英的初始生成階段焚燒過(guò)程中二惡英的生成一般按照以下反應(yīng)式進(jìn)行對(duì)于二惡英的初始生成，可以從減少前體物的生成，減少氯源，降低金屬催化劑的催化作用等幾方面來(lái)考慮3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（4）二惡英的初始生成階段從形成機(jī)理上講，有機(jī)物質(zhì)在氯原子和金屬存在的狀況下進(jìn)行焚燒，被認(rèn)為是生成二惡英的主要途徑。最大量形成于300—500℃。在低溫?zé)煔舛?PCDD/Fs的形成作用在金屬(Cu、Fe或其它過(guò)渡金屬)的催化下可以變得更為顯著3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（4）二惡英的初始生成階段通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)以下幾種方法對(duì)抑制二惡英的生成有一定的作用垃圾與硫含量較高的煤摻燒抑制二惡英產(chǎn)生（①降低Cu的催化活性；②硫分通過(guò)與Cl2反應(yīng)生成HCl消耗了氯源），當(dāng)S/Cl摩爾比為10時(shí)，可以抑制90％的低溫二惡英生成燃燒爐內(nèi)添加堿性氧化物控制二惡英形成（有效地降低氯源）3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（4）二惡英的初始生成階段垃圾熱解氣化技術(shù)（①減少了二惡英前體物的生成；②垃圾中的有價(jià)金屬?zèng)]有被氧化，垃圾中的Cu、Fe等金屬不易生成促進(jìn)二惡英生成的催化劑）帶有孤對(duì)電子的分子，如含有氮或硫的分子，也可與Cu、Fe及其它過(guò)渡金屬反應(yīng)形成穩(wěn)定的化合物，從而降低催化形成二惡英的可能性3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（5）二惡英的高溫分解階段高溫分解是我們控制二惡英排放的主要過(guò)程，由于很多垃圾中本身就含有二惡英，高溫分解區(qū)域是除去原有的和初始階段產(chǎn)生的二惡英的一個(gè)比較理想的區(qū)域目前，關(guān)于二惡英高溫分解普遍的看法是850℃左右在爐膛中停留時(shí)間到達(dá)2秒，或是1000℃左右在爐膛里停留1秒，或是1200℃左右停留幾微秒被認(rèn)為二惡英可以完全分解二惡英高溫分解的反應(yīng)方程式可以簡(jiǎn)化為3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（5）二惡英的高溫分解階段Mamoru提出在800℃以上的高溫下，此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)常數(shù)為在900℃時(shí)二惡英分解率為99.9%所需要的時(shí)間少于2秒3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（5）二惡英的高溫分解階段垃圾焚燒過(guò)程中，燃燒過(guò)程的優(yōu)化對(duì)于高溫分解階段有重要的意義，優(yōu)化燃燒過(guò)程主要指燃燒的組織遵循“3T”原則爐內(nèi)溫度（Temperature）保持在850℃以上保證足夠的煙氣高溫停留時(shí)間（Time）優(yōu)化爐型和二次空氣噴入方法，增加湍流度（Turbulence）,充分混合攪拌以達(dá)到完全燃燒3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（5）二惡英的尾部合成階段對(duì)于一般垃圾焚燒系統(tǒng)，尾部不同程度存在二惡英生成所需的條件，所以，在垃圾焚燒系統(tǒng)中，尾部合成的二惡英占了排放二惡英的很大一部分而在現(xiàn)有的垃圾焚燒系統(tǒng)中，保證高溫分解的徹底性下，尾部合成在很大程度上可以避免急冷技術(shù)：通常是當(dāng)具有一定溫度的（此時(shí)溫度不低于500℃為宜）的焚燒煙氣從鍋爐排出后采用急冷技術(shù)使煙氣在0.2s內(nèi)急速冷卻到200℃以下（通常為100℃左右），從而躍過(guò)二惡英易生成的溫度區(qū)。這種急冷技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，效果良好3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（5）二惡英的尾部合成階段活性炭噴射吸附技術(shù)：活性炭具有極大的比表面積和極強(qiáng)的吸附能力等優(yōu)點(diǎn)。即使是少量的活性炭，只要和煙氣均勻混合，就能達(dá)到很高的吸附凈化效率。在尾部使用活性炭噴射吸附技術(shù)可以確保Hg等重金屬和二惡英類(lèi)物質(zhì)的近零排放3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（6）二惡英的生成與分解過(guò)程3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（7）對(duì)二惡英控制的效果2005年德國(guó)環(huán)境部一份研究報(bào)告表明，1990年德國(guó)二惡英排放總量約為1200g，其中由垃圾焚燒產(chǎn)生的約400g，占1/3；通過(guò)對(duì)二惡英的控制，到2000年，德國(guó)二惡英排放總量已減至低于70g，其中由垃圾焚燒產(chǎn)生的不足0.5g，占不到1/100，這表明垃圾焚燒已經(jīng)不是二惡英排放的主要產(chǎn)生源3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.3垃圾焚燒過(guò)程中二惡英的生成與控制（7）對(duì)二惡英控制的效果根據(jù)美國(guó)環(huán)保局的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)生活垃圾焚燒廠的二惡英排放量從1987年的1000g下降到2002年的12g，而2004年美國(guó)庭院垃圾露天焚燒產(chǎn)生的二惡英排放量達(dá)600g。1997年全日本的二惡英排放量約8000g，其中垃圾焚燒占了98%，經(jīng)過(guò)努力，2004年全日本的二惡英排放量?jī)H為350g，這說(shuō)明二惡英的產(chǎn)生是可以控制的3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.4中國(guó)城市生活垃圾的特點(diǎn)分類(lèi)收集率低，絕大部分混合收集垃圾組分復(fù)雜垃圾中可燃質(zhì)含量不高，發(fā)熱值低（應(yīng)用基低位發(fā)熱量一般不超過(guò)1000kcal/kg）垃圾水分含量高垃圾品質(zhì)不穩(wěn)定，季節(jié)性差異較大3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.5垃圾的燃燒溫度理論燃燒溫度要在8500C以上垃圾熱值高于4500KJ/kg以上，燃燒在理論上是安全的垃圾熱值高于6000KJ/kg以上，在設(shè)計(jì)上是安全的熱值高于5434KJ/kg的垃圾可獨(dú)立燃燒3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題3.5對(duì)焚燒爐的要求影響垃圾焚燒過(guò)程的主要因素：爐溫（temperature）、停留時(shí)間（time）、攪動(dòng)程度（turbulence）、空氣量（excessair）焚燒爐“3T＋E”的控制要求：燃燒室出口溫度≥850℃，煙氣在高溫區(qū)滯留時(shí)間≥2s，混合充分，過(guò)量空氣系數(shù)≥1.5，焚燒灰渣熱灼減率≤5％主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化4焚燒爐的分類(lèi)爐排爐：多級(jí)階梯式鏈條爐排，傾斜往復(fù)式和反送式的馬丁爐排等回轉(zhuǎn)窯（旋轉(zhuǎn)式燃燒爐）循環(huán)流化床焚燒爐4焚燒爐的分類(lèi)4.1爐排爐的特點(diǎn)由往復(fù)移動(dòng)部件組成，垃圾經(jīng)由給料裝置推送至傾斜爐排上，爐排的運(yùn)動(dòng)往前推送垃圾，并將垃圾層松化使之均勻經(jīng)歷干燥、燃燒、燃盡等階段目前應(yīng)用的爐排型式多樣，爐排設(shè)計(jì)大多屬于設(shè)計(jì)廠商專(zhuān)利進(jìn)料垃圾不需要預(yù)處理依靠爐排的機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)垃圾的攪動(dòng)與混合，促進(jìn)垃圾完全燃燒，且不同的爐排爐生產(chǎn)商在爐排的設(shè)計(jì)上各有特點(diǎn)焚燒爐內(nèi)垃圾為穩(wěn)定燃燒，燃燒較為完全，飛灰量少4焚燒爐的分類(lèi)4.1爐排爐的特點(diǎn)技術(shù)成熟，設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)8000小時(shí)以上爐排必須耐熱，對(duì)材質(zhì)要求較高，爐排加工要求高，可靠性及高能耗成問(wèn)題垃圾成分復(fù)雜，垃圾在整個(gè)爐排內(nèi)均勻移動(dòng)、均勻完全地燃燒較困難爐排難以適應(yīng)水份變化范圍較大的垃圾，因?yàn)楦稍锒翁珜?，給高水分垃圾的焚燒帶來(lái)困難爐溫不易控制，在1000℃以上垃圾灰渣處于軟化和粘性狀態(tài)，成為特殊的腐蝕物質(zhì)，可能腐蝕爐壁4焚燒爐的分類(lèi)4.1爐排爐的特點(diǎn)難以在爐內(nèi)脫除有害物質(zhì)制造復(fù)雜、成本高、投資大，經(jīng)濟(jì)性差燃燒設(shè)備多為進(jìn)口，價(jià)格昂貴4焚燒爐的分類(lèi)4.1爐排爐的特點(diǎn)4焚燒爐的分類(lèi)4.2回轉(zhuǎn)窯爐的特點(diǎn)衍生于水泥工業(yè)耐火磚襯里回轉(zhuǎn)煅燒窯的設(shè)計(jì)垃圾由傾斜且緩慢旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯上方前端送入，由旋轉(zhuǎn)速度控制垃圾前進(jìn)速度，輸送過(guò)程中完成干燥、焚燒及灰冷卻過(guò)程，冷卻后的灰渣由爐窯下方末端排出爐體可由水冷卻管及有孔鋼板焊接形成桶形，也可由鋼制圓桶內(nèi)部加裝防火襯組成爐體向下傾斜，前后端由特殊輪子支撐，由鏈輪驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)輪子而旋轉(zhuǎn)爐體垃圾在爐體內(nèi)因旋轉(zhuǎn)而獲得良好的翻攪及向前輸送，預(yù)熱空氣由底部穿過(guò)有孔鋼板至窯內(nèi)，使垃圾完全燃燒4焚燒爐的分類(lèi)4.2回轉(zhuǎn)窯爐的特點(diǎn)燃料適應(yīng)性廣，可焚燒不同性質(zhì)的廢棄物，機(jī)械零件較少，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行多用于醫(yī)療垃圾的焚燒熱效率低，輔助燃料消耗量大，排出氣體溫度低，需脫臭或?qū)敫邷睾笕际?，占地面積大4焚燒爐的分類(lèi)4.2回轉(zhuǎn)窯爐的特點(diǎn)4焚燒爐的分類(lèi)4.3循環(huán)流化床焚燒爐的特點(diǎn)CFB源于上世紀(jì)初，發(fā)展于上世紀(jì)六十年代的新型清潔燃燒技術(shù)爐膛下部布置耐高溫布風(fēng)板，板上裝有載熱的惰性物料，通過(guò)床下布風(fēng)，使惰性顆粒呈沸騰狀，形成流化床段，在流化床段上方設(shè)有足夠高的燃盡段流化床內(nèi)顆粒與氣體之間傳熱、傳質(zhì)速率高，物料在床層內(nèi)幾乎完全混合，投向床層的廢棄物能迅速分散均勻載熱體蓄熱量大，可以避免投料時(shí)爐溫急劇變化，床層溫度保持均一，避免了局部過(guò)熱，床層溫度易于控制燃燒效率高，廢棄物易于完全燃燒，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬4焚燒爐的分類(lèi)4.3循環(huán)流化床焚燒爐的特點(diǎn)操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定惰性物料蓄熱量大，避免床層急冷急熱，使燃燒穩(wěn)定，垃圾的干燥、著火、燃燒與燃盡幾乎同時(shí)進(jìn)行，無(wú)需復(fù)雜的調(diào)整，燃燒容易控制，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能在極短時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)或停止，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)燃燒耐久性好、使用壽命長(zhǎng)爐內(nèi)沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，燃燒均勻，不會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱，爐子為箱式結(jié)構(gòu)，與耐火材料的熱膨脹相適應(yīng)，可避免耐火材料的損壞4焚燒爐的分類(lèi)4.3循環(huán)流化床焚燒爐的特點(diǎn)具備采取全面防止二次污染措施的條件，爐渣呈干態(tài)排出，無(wú)渣坑廢水，垃圾池內(nèi)的滲瀝液可向爐內(nèi)噴散霧化焚燒處理爐內(nèi)燃燒強(qiáng)度和傳熱強(qiáng)度高，相同垃圾處理量的流化床爐體積比爐排爐小，爐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資省燃料適應(yīng)性廣，可燃燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾，床內(nèi)混合均勻，燃盡度高，使垃圾容積大大減少，特別適合于垃圾熱值隨季節(jié)變化大的特點(diǎn)輔助燃料消耗量少，運(yùn)行費(fèi)用低4焚燒爐的分類(lèi)4.3循環(huán)流化床焚燒爐的特點(diǎn)一般需要有前分選和破碎工序飛灰量大，飛灰熱酌減率較高能耗較大，廠用電率較高主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化5.1技術(shù)特點(diǎn)基本爐型：干燥床＋循環(huán)流化床(摻煤量少的情況）；爐前破碎＋循環(huán)流化床（垃圾焚燒發(fā)電）采用普通循環(huán)床床料作惰性物料，顆粒篩分寬，可有效緩解大塊和低密度垃圾成份的沉底和偏浮垃圾經(jīng)簡(jiǎn)單預(yù)處理，顯著降低垃圾入爐對(duì)床溫的影響，保持鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行用特殊的風(fēng)分配與組織方式，保證高效的內(nèi)循環(huán)燃燒和順暢排渣5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.1技術(shù)特點(diǎn)對(duì)排出的床料進(jìn)行冷卻、分選，排出大渣塊，較細(xì)床料回送到爐內(nèi)，保持床層顆粒穩(wěn)定，利于長(zhǎng)期運(yùn)行采取全面的防止二次污染的措施主體設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件少，耐久性好，使用壽命長(zhǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬，燃料適應(yīng)性好，可較長(zhǎng)時(shí)間壓火，啟動(dòng)速度快5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.2工藝流程5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.3焚燒爐總圖（400t/d、500t/d）5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.4焚燒系統(tǒng)實(shí)例5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.4焚燒系統(tǒng)實(shí)例采用方型水冷分離器，徹底解決分離器結(jié)焦，耐火材料壽命短等問(wèn)題；分離器與爐膛、尾部焊接連接，完全取消高溫連接煙道，徹底解決了一般循環(huán)流化床鍋爐的泄露問(wèn)題合適的燃燒溫度、充足的停留時(shí)間、合理的二次風(fēng)布置，保證較高的效率較低的流化風(fēng)速，降低了電耗各種完美的防磨措施，周到細(xì)致的局部處理，保證鍋爐使用壽命富足的受熱面布置，保證了鍋爐的超負(fù)荷能力5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)5.4焚燒系統(tǒng)實(shí)例卸料系統(tǒng)全封閉滲濾液噴入爐內(nèi)高溫區(qū)燒掉環(huán)衛(wèi)部門(mén)送入廠的垃圾全焚燒廠區(qū)無(wú)臭味滲濾液無(wú)外排、外送，全部焚燒煙氣排放優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，二惡英低0.038灰渣全部綜合利用主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題防磨問(wèn)題防腐問(wèn)題污染控制防結(jié)焦、排渣和給料6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.1防磨問(wèn)題解決磨損問(wèn)題，根本方法是從設(shè)計(jì)上解決，其次是從材料上解決爐膛：控制整體煙速；盡可能減少受熱面向爐內(nèi)凸出；膜式壁折彎處特殊處理；流化床密相區(qū)耐火材料選用高強(qiáng)耐磨澆注料；風(fēng)帽采用耐熱耐磨特種合金過(guò)熱器：控制煙氣流速，順列布置；選用厚壁管；首排及彎頭等易磨處加防磨蓋板省煤器：控制煙氣流速；選用厚壁管；首排及彎頭處加防磨蓋板空氣預(yù)熱器：控制煙氣流速；入口加防磨套管，減少端部效應(yīng)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.2防腐問(wèn)題（1）影響因素管側(cè)情況：材質(zhì)、管壁溫度等煙氣性質(zhì)：煙氣成份（特別是氯化物）、煙溫、煙速、偏差等吸附灰性質(zhì)：灰成份、熔點(diǎn)（熔融性鹽類(lèi)）、吸附量等6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.2防腐問(wèn)題（2）腐蝕機(jī)理低溫腐蝕：主要是酸露點(diǎn)腐蝕，垃圾焚燒煙氣中水蒸氣含量高加重了空預(yù)器的低溫腐蝕高溫腐蝕：垃圾焚燒爐受熱面管間腐蝕是由于吸附灰和HCl氣體的相互作用，灰中含氯化物和灰的吸附，在高溫下熔融而發(fā)生的腐蝕6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.2防腐問(wèn)題（3）防腐措施選擇較高的排煙溫度防止低溫腐蝕選擇合適的煙氣流速減少對(duì)流換熱面積灰合理布置對(duì)流受熱面，防止過(guò)熱器管壁溫度過(guò)高加裝吹灰器空預(yù)器采用corton鋼最好不采用高溫、高壓系統(tǒng)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（1）主要污染物SOxNOxHClCO二惡英、呋喃類(lèi)物質(zhì)重金屬：銅、鉛、鋅、汞、鎳、鉬、鎘等飛灰6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（2）一般污染物的生成與控制燃燒溫度在850℃左右，合理組織燃燒，保證NOX不超標(biāo)采用煙氣脫污系統(tǒng)，脫除廢氣中的酸性氣體如HCl、SO2等采用布袋式除塵器除塵6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（3）煙氣脫污系統(tǒng)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（4）循環(huán)流化床煙氣脫硫6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（4）干法加簡(jiǎn)易濕法脫污6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（5）高效水合脫硫劑+水合石灰飛灰吸收劑混合6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（6）中溫干法聯(lián)合脫除6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（6）中溫干法聯(lián)合脫除6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（7）二惡英的脫除清潔焚燒活性炭吸附+袋式過(guò)濾器過(guò)濾+催化6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（8）垃圾滲濾液的處理復(fù)合分子篩+羥基自由基6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題6.3污染控制（9）飛灰與灰渣的處理垃圾焚燒產(chǎn)生的廢渣，已經(jīng)過(guò)高溫?zé)o害化處理，再經(jīng)磁選分離出大部分金屬后即可用作鋪路或填埋場(chǎng)的覆蓋材料，或用于制磚煙氣凈化收集的飛灰含有有害物，可采用高溫再燃或水泥固化，也可以作為制造微晶玻璃的原料生物質(zhì)鍋爐的灰可作為肥料主要內(nèi)容1我國(guó)生活垃圾的產(chǎn)量及處理狀況2生活垃圾資源化利用的意義3生活垃圾清潔焚燒的關(guān)鍵問(wèn)題4焚燒爐的分類(lèi)5國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的垃圾焚燒技術(shù)6應(yīng)解決的關(guān)鍵問(wèn)題7生物質(zhì)的熱解氣化7生物質(zhì)的熱解氣化7.1基本原理生活垃圾的有機(jī)成分主要是生物質(zhì)及塑料等，通過(guò)清潔高效的熱解氣化系統(tǒng)，用較低的能耗產(chǎn)生高品質(zhì)、中熱值的燃?xì)?，直接供用?hù)使用或通過(guò)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換成電能生活垃圾熱解氣化發(fā)電可以改善固廢處理方式，有效控制垃圾處理過(guò)程中的二次污染7生物質(zhì)的熱解氣化7.2德國(guó)蘭塔技術(shù)生活垃圾通過(guò)給料裝置進(jìn)入熱解器，在熱解器中一部分生活垃圾通過(guò)熱解被轉(zhuǎn)化為焦碳，進(jìn)入燃燒室燃燒，提供工藝熱能生活垃圾中含有的揮發(fā)份則在熱解器中被氣化，上升進(jìn)入重組器。在重組器中，熱解器中產(chǎn)生的大分子成分熱解氣和蒸汽作用后被裂解成小分子氣體。這一部分氣體通過(guò)余熱鍋爐（用來(lái)產(chǎn)生工藝用蒸汽）和急冷器到產(chǎn)品氣凈化裝置，離開(kāi)凈化裝置的氣體主要成分以H2和CO為主整個(gè)系統(tǒng)屬于移動(dòng)床的形式，使用爐渣或陶粒做為導(dǎo)熱介質(zhì)7生物質(zhì)的熱解氣化7.2德國(guó)蘭塔技術(shù)7生物質(zhì)的熱解氣化7.3熱解氣化系統(tǒng)的特點(diǎn)熱解和燃燒過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)熱解所剩焦炭的燃燒為熱解過(guò)程供給熱量，系統(tǒng)具有自持性，在生物質(zhì)含水小于30%的情況下不需要添加輔助燃料熱解是在無(wú)氧及無(wú)水蒸氣的狀態(tài)下進(jìn)行的，產(chǎn)生的燃?xì)鉄嶂蹈撸捎跓峤馊細(xì)夂蜔峤饨固咳紵a(chǎn)生的煙氣是分離的，因而易于控制燃?xì)獾钠焚|(zhì)使用單一粒徑的陶瓷顆粒或者經(jīng)過(guò)篩分的爐渣做為傳熱介質(zhì)，避免了在傳統(tǒng)爐型中容易發(fā)生的結(jié)焦、腐蝕等問(wèn)題移動(dòng)床內(nèi)的傳熱介質(zhì)主要通過(guò)重力及機(jī)械提升運(yùn)動(dòng)，容易控制，可靠性更高7生物質(zhì)的熱解氣化7.4國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室熱解氣化技術(shù)（1）一種生物質(zhì)/生活垃圾雙床熱解工藝7生物質(zhì)的熱解氣化7.4國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室熱解氣化技術(shù)（1）一種生物質(zhì)/生活垃圾雙床熱解工藝可避免二惡英等有毒物質(zhì)的生成以循環(huán)石英砂為熱載體解決了生物質(zhì)熱解的供熱問(wèn)題，同時(shí)加強(qiáng)了生物質(zhì)在熱解室中的傳熱熱處理過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)處理量大，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化導(dǎo)向隔板增加了原料在熱解室中的停留時(shí)間采用上下兩個(gè)非機(jī)械控制閥解決了熱載體的輸送問(wèn)題，避免了機(jī)械部件的使用，提高了系統(tǒng)的可靠性生產(chǎn)的燃?xì)鉄嶂蹈?，可用作工業(yè)或民用燃料7生物質(zhì)的熱解氣化7.4國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室熱解氣化技術(shù)（2）有機(jī)固體廢物熱解氣化裝置采用流化床燃燒器和回轉(zhuǎn)窯式熱解器相結(jié)合，以循環(huán)固體顆粒物料為熱載體，特別是熱解器采用了回轉(zhuǎn)窯爐，不再用蒸汽或其它氣體流化，節(jié)約了能量；使新物料與熱載體之間均勻混合，增強(qiáng)了換熱能力；原料在熱解器中的停留時(shí)間是可控