城市垃圾焚烧炉烟气余热利用及烟气处理
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城市垃圾焚烧炉烟气余热利用及烟气处理

时间:2022-02-26 10:24:18 点击:21 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司
  随着城市的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾的产生量大幅度增加,我国城市垃圾年产生量已达1.5亿t,并每年以8%~10%速度递增。在我国得到广泛应用的城市垃圾处理、处置技术主要有卫生填埋、焚烧和堆肥,其中主要的是卫生填埋技术,但随着城市规模的扩大、城市人口的增加,我国土地资源日益紧张,很多城市很难找到适宜的填埋场地,采用垃圾焚烧处理方式的比例越来越高。
城市垃圾焚烧炉烟气余热利用及烟气处理
  一、焚烧技术的特点

  焚烧是一种将城市垃圾进行高温热化学处理的技术,也是将城市垃圾实施热能利用的一种形式。垃圾在800~1000℃下,垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行激烈的化学反应,释放出热量并转化为高温燃烧气和少量性质稳定的固体残渣。垃圾焚烧处理与其他城市垃圾处理方法相比具有独特的优点:

  1、消毒彻底、稳定化程度高、卫生条件好。城市垃圾经高温焚烧处理后,垃圾中的细菌、病毒等病原体被彻底消灭;恶臭氨气和有机质被高温分解;处理后的残渣可直接填埋处置。

  2、减容效果好。城市垃圾经焚烧处理后一般可减容80%~90%,可大大节省终处置用地。

  3、处理效率高,受外界环境影响小,可实现全天候操作。

  4、经济合算,占地面积少,发展前景好。随着卫生填埋费用的增加,焚烧处理的费用可望与卫生填埋持平;垃圾焚烧可以回收热能和垃圾中的有价金属,资源化程度高;占地面积小,可在市区建设,大大节省垃圾运输费用。

  二、垃圾焚烧炉烟气的余热利用

  1、余热直接利用

  将垃圾焚烧产生的烟气余热转化为蒸汽、热水和热空气是典型的热能直接利用形式。通过布置在垃圾焚烧炉之后的余热锅炉或其他热交换器,将烟气热量转化成一定压力和温度的热水、蒸汽以及一定温度的助燃空气,直接提供给外界。将经预热后的助燃空气充人焚烧炉体,对于垃圾焚烧可以起到两个方面的好处,一就是预热后的助燃空气可以改善在焚烧炉内焚烧垃圾所需着火条件,促进有效快速焚烧垃圾;二就是余热后的助燃热空气可以把热量带人焚烧炉内,提高焚烧炉体内可有效利用的热量。热水,蒸汽不仅可以供给焚烧厂自身的生产需要,还可以作为工厂副产品对外供应。

  热能直接利用方式受垃圾焚烧厂自身的生产需要和与副产品受纳点距离等因素的限制,采用这种方式有效利用余热的前提是焚烧厂建设规划合理,否则余热可能会因为无法实现良好的供求关系而白白浪费。

  2、余热发电

  为了克服余热直接利用受建厂规划的限制不能充分利用的缺点,将热能转化为电力是一种相对有效的方式。因为转化为电力后长途运输受限较少,还可以整合小型分散的焚烧厂,实现规模效应,当然把余热转化为电力需要增加一定的固定资产,使得焚烧厂的固定投资增加,运行费用有所增加,但余热转化为电力后带来稳定的收益,具有比较明显的经济效益。高效垃圾发电技术的开发应用,为垃圾焚烧发电提供了必要的条件,把垃圾焚烧当作大型发电厂来建设,使过去单纯的公益性垃圾处理设施转变为盈利型处理设施。

  3、热电联供

  在热能转化为电能的过程中,热能的损失很大,热能损失率大小取决于垃圾的发热量、余热锅炉热效率以及气轮发电机组的热效率。采用热电联供方式,将供热和发电结合在一起,可提高热能的利用效率。

  常用的热电联供方式主要通过发电和区域性供热结合在一起,区域性供热又可细分为居民区供热(冷)、工业供热(冷)和农业供热。总的来说,常用的热电供应模式有:发电+居民区供热(冷);发电+工业供热(冷);发电+农业供热;发电+工业供热(冷)+居民区供热(冷);发电+工业供热(冷)+农业供热;发电+居民区供热(冷)+农业供热等多种组合形式,热电供应模式是否有效主要取决于焚烧厂建设是否合理,同时保证有可靠的热(冷)商品的受纳用户,在考虑到直接供热时热能的利用效率要远高于热能发电再输送给终用户的热能利用效率的情况下,可采取一种近似理想的方式对外供应热电,即以满足供热为前提,在有余热的情况下进行发电,达到的能源利用效率。

  三、烟气处理

  垃圾焚烧技术以其高减容率和可回收热能等优点正得到日益广泛的应用。和煤、木材等燃料的燃烧过程一样,垃圾焚烧产生的烟气含有许多有害物质,具有特殊性质。近年来,垃圾焚烧产生的二噁英和重金属污染问题日益受到公众的重视,为此国家环保总局颁布了《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB184 85 - 2001)对垃圾焚烧烟气的排放指标做出了严格的限制。为保证将烟气中的污染物含量降至标准限值以下安全排放 ,在设计垃圾焚烧烟气处理系统时必须结合工程实际开发出专门的处理设备 ,并采用合理的工艺流程 ,做到适用、可靠和经济。

  随着城市经济水平的提高,土地资源的匮乏,采用垃圾焚烧技术势在必行,可以肯定,在兼顾近期利益和长期发展的基础上,今后相当长的一段时间内,在坚持综合治理的前提下,我国城市垃圾焚烧处理率将稳步提高。

  要提高对城市垃圾的管理水平,做好垃圾分类收集工作,不断改进垃圾焚烧技术,提高焚烧余热的利用效率,在符合国家的环保政策、能源政策的前提下,抓好城市垃圾焚烧工作,使城市垃圾焚烧工作体现的环境效益、社会效益、经济效益,实现资源的利用。
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