城市生活垃圾焚烧处理对策
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对城市生活垃圾焚烧处理我国的对策是:
(1)技术上:完善现代主流设备——机械炉排焚烧炉国产化技术系统同时及时发展以流化床为代表的先进焚烧技术和设备。
(2)资金投入上:应制定有关优惠政策,吸引国内外资金投入垃圾焚烧设施的建设与经营,建立以垃圾处理贴费市场化分配与垃圾发电上网规范化为基础的垃圾焚烧产业的规范运行机制。
(3)经营管理上:为垃圾焚烧产业化发展的民营化经营与法规化管理准备必要的政策与机构基础使垃圾焚烧产业的运营既能发挥社会资源作用,并保证其应有的收益,同时也不偏离城市生活垃圾处理以社会与环境效益最大化为主要目的的基本原则。
生活垃圾热值:
生活垃圾热值指单位质量的生活垃圾燃烧释放出来的热量。单位:KJ/kg 1Cal=4.1868J
焚烧效果:
(1)目测法:观察垃圾焚烧产生的烟气“黑”度,烟气越黑,焚烧效果越差。
(2)热灼减量法:焚烧炉渣中有可燃物的量(即未燃尽的固定碳),来评价焚烧效果的方法,生活垃圾焚烧炉渣中的可燃物在高温条件下被充分氧化后,单位质量炉渣的减少量。热灼减量越大,燃烧反应越不完全,燃烧效果越差。
(3)一氧化碳法:烟气中一氧化碳(CO)含量越高,垃圾焚烧效果越差。
垃圾焚烧产物:
生活垃圾基本上是有机物,由大量的碳、氢、氧元素组成,有些还含有氮、硫、磷和卤素等元素。这些元素与空气中的氧起反应,生成各种氧化物和氢化物:
(1)有机碳燃烧产生二氧化碳气体。
(2)有机物中氢燃烧产生水,若有氟和氯存在则可产生氢化物。
(3)有机硫和有机磷,燃烧过程产生二氧化硫或三氧化硫及五氧化二磷。
(4)有机氮化物焚烧产生气态氮,有少量氮化物生成,生活垃圾中氮元素含量较少,一般可忽略不计。
(5)有机氟化物焚烧产生氟化氢,四氟化碳或二氟氧碳(COF2).
(6)有机氯化物焚烧产生氯化氢。
(7)有机溴化物和碘化物焚烧后产生溴化氢、溴气和元素碘。
(8)金属焚烧后生成卤化物、硫酸盐、氢氧化物和氧化物。
粉尘产生和特性:
焚烧烟气中的粉尘(颗粒物)是垃圾焚烧过程中产生的微小无机物,可分为物理原因和化学原因产生。物理原因产生是燃烧空气卷起微小不燃物、可燃物的灰分;化学原因是高温燃烧室内氮化的盐类,在烟气冷却后凝结成盐颗粒。
粉尘浓度单位:(g/Nm3)
粉尘产生量与垃圾性质与燃烧方式有关,机械炉排膛出口粉尘含量一般为1~6 g/Nm3,除尘器入口一般为1~4 g/Nm3,换算成湿垃圾为5.5~22kg/t (即每t湿垃圾含粉尘5.5~22kg)。
炉渣和飞灰的产生和特性:
炉渣一般为无机物质,它们主要是金属的氧化物、氢氧化物和硫酸盐、磷酸盐以及硅酸盐,一般焚烧一吨垃圾产生100~150kg炉渣,除尘器飞灰为10kg左右。
二噁英产生:
生活垃圾在焚烧过程中,二噁英的生成机理相当复杂,已知生成途径主要有:
(1)生活垃圾本身含有微量二噁英,大部分在燃烧过程中已分解,由于其具有热程度定性,仍会有一部分在燃烧后排放出来。
(2)含氯前体物生成二噁英,前体物包含聚氯乙烯、氯化苯、五氯苯酚。
(3)当燃烧不充分时,烟气中过多未燃尽物质并遇到适量触媒物质(重金属)及300~500℃温度生成二噁英。
恶臭产生:
未完全燃烧的有机物,多为有机硫化物或氮化物。
垃圾焚烧厂一般工艺流程:
(1)前处理系统:
垃圾进厂——地衡——垃圾卸料平台——垃圾贮坑
垃圾焚烧厂地衡一般最大称重为15~20t。
垃圾卸料口由传感器控制自动开启。
垃圾贮坑设计贮存3~5天焚烧量。
垃圾破碎、分拣。
(2)垃圾焚烧系统:
垃圾贮坑——吊车抓斗——进料漏斗——进料滑槽——炉内——焚烧本体。
(3)余热利用系统:
垃圾焚烧发电的热效率一般只有20%左右,为了提高垃圾焚烧厂热效率可采用热电联供热系统,将发电后的蒸汽向厂内外进行供热。
(4)烟气处理系统:
半干式反应塔
烟气处理系统主要是去除烟气中固体颗粒、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢等有害物质达到排放标准,同时垃圾焚烧产生的二噁英可采用喷射活性炭来消除。
(5)灰渣处理系统:
炉渣——湿式法——炉渣贮坑
飞灰——贮灰斗——固化装置
垃圾焚烧炉出渣口排出的炉渣温度相当高,将其送入装有水的炉渣冷却装置中降温后由输送机送入贮渣坑中;
袋式除尘器排出的灰渣为飞灰,其中含重金属应作为危险品固化处理后填埋,此外,炉渣中也有可能出现重金属渗出,因此炉渣是否固化或熔融法解决炉渣中重金属。
(6)助燃空气系统
送风机——空气预热器——焚烧炉——余热利用系统
本系统为正常燃烧提供了必需的氧气,送风温度和风量直接影响垃圾燃烧是否充分,炉膛温度是否合理、烟气中有害物质是否能减少,送风机包括一次送风和二次送风,一次送风一般从垃圾贮坑上方抽取,经空气预热器加热后从炉下送入炉膛,二次送风可从垃圾贮坑
上方或厂房内抽取并经预热后送入垃圾焚烧炉。
(7)废水处理系统:
有机废水——过滤——生物处理——过滤——(活性炭)——灭菌——排放无机废水——
混凝沉淀
过滤——
过滤脱水
补水
废水主要有垃圾渗沥液、洗车废水、垃圾卸料平台清洗水、灰渣处理设备水、锅炉排污水、洗烟废水。
(8)自动控制系统:
垃圾焚烧系统自动化大致可分为:1、设施运行管理必须数据处理自动化;2、垃圾运输车辆和灰渣运输车辆管理自动化;3、设备机器运行操作自动化。
低温热水供暖——热水温度低于100℃(回水温度为70℃)
高温热水供暖——热水温度高于100℃(回水温度为70℃)
低压蒸汽供暖——蒸汽压力小于等于70 KPa (较少取用)
高压蒸汽供暖——蒸汽压力大于KPa
供热系统起始蒸汽压力,一般采用同一参数,并用同一管道向各用户供热,若各用户蒸汽压力不同,则可在用户入口处设减压装置,若用户需热水供应,则在用户入口处安装热交换器。
供热锅炉设计代表性种指标:
(山西阳泉Ⅲ无烟)
挥发分V y 9.69% ( 要求5~10% )
水分W y8.18% ( 要求<10% )
灰分A y19.22% ( 要求<25% )
低位热值Qay 24646KJ/kg (大卡:5882KCa1/kg) 单位:Ca1=4.1868J
平顶山煤热值5000KCa1/kg 汉阳生活垃圾低位热值:1300KCa1/kg