【文章內(nèi)容簡介】 使垃圾懸浮在空中。揮發(fā)和裂解出來的物 12 質(zhì)進(jìn)入第二級(jí)燃燒室，進(jìn)行進(jìn)一步的裂解和燃燒，未燃盡的煙氣進(jìn)入第三級(jí)燃燒室進(jìn)行完全燃燒，高溫?zé)煔馔ㄟ^ 鍋爐受熱面加熱蒸汽，同時(shí)煙氣經(jīng)冷卻后排出。 （ 2）特點(diǎn)：處理垃圾范圍廣泛，燃燒熱效率高，即使水份很大的生活垃圾，燃燒熱效率也在 70%以上，由于采用了許多特殊的設(shè)計(jì)以及較高的自動(dòng)化控制水平，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，可靠性高，有自清潔功能。 熱分解爐 熱解法是在隔絕空氣的條件下，垃圾在熱解裝置中受熱而使有機(jī)質(zhì)分解，轉(zhuǎn)化成燃?xì)?。燃?xì)膺M(jìn)入余熱鍋爐換熱后，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于此種爐型結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動(dòng)件，設(shè)備技術(shù)投資便宜，很有發(fā)展前途。它的產(chǎn)品以美國和加拿大公司為代表。 綜合對比 機(jī)械爐 排焚燒爐在中國焚燒垃圾適用性不強(qiáng)，我國垃圾沒有嚴(yán)格分類，垃圾中含水分較高、成分復(fù)雜，所以熱值很低，很難把垃圾焚燒透徹，爐內(nèi)溫度難以提高，造成二次污染的可能性就大。循環(huán)流化床焚燒爐比較適合我國的國情，燃燒比較復(fù)雜、水分比較，多的垃圾也能夠把垃圾燃燒徹底，溫度也比較高，投資也比較低，是適合中國國情的工藝流程?；剞D(zhuǎn)式焚燒爐、 CAO 氣化焚燒爐適用于垃圾量比較少的地區(qū)。脈沖拋式爐排焚燒爐、熱分解爐自動(dòng)化水平高，利用空間廣，但技術(shù)仍有待研究。 煙氣凈化技術(shù) 二次污染控制主要是對垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣凈化處理，具有 除塵、脫硫、脫HCl、脫氮、去除重金屬和吸收二惡英、呋喃等復(fù)雜功能，是垃圾焚燒電廠區(qū)別于常規(guī)電站的關(guān)鍵技術(shù)。 煙氣凈化處理系統(tǒng)，必須采用成熟的技術(shù)和性能安全、可靠的先進(jìn)設(shè)備，確保垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的和煙氣處理過程中再次合成的有害物質(zhì)完全得到凈化，滿足國家和工程所在地及設(shè)備供貨商所在國家地區(qū)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求 (即“三標(biāo)”要求 )。同時(shí)，二次污染物治理，應(yīng)與焚燒工藝密切配合，控制污染源，降低凈化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備造價(jià)，適應(yīng)總體布置并節(jié)省占地。 早期的二次污染控制技術(shù)，主要是應(yīng)用石灰干粉與熱煙氣直接接觸反應(yīng)的干法煙氣凈化工藝，因其石灰利用率低，污染物凈化率 50~60%，難以滿足日益嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。目前常用的煙氣凈化系統(tǒng)，主要采用半干法和濕法煙氣凈化工藝。 干法工藝 干法凈化煙氣對污染物的去除效率相對較低，為了有效控制酸性氣態(tài)污染物 13 的排放，必須增加固態(tài)吸收劑在煙氣中的停留時(shí)間，保持良好的湍流度，使吸收劑的比表面積足夠大。干法凈化所用的吸收劑以 Ca(0H)2粉末居多。干法凈化的工藝組合形式一般為吸收劑通過管道噴射，并輔以后續(xù)的高效除塵器。在煙氣進(jìn)入袋式除塵器的煙道上，設(shè)有硝石灰和活性碳噴入口，噴入 Ca(0H)2粉末和活性碳粉末。噴入 Ca(0H)2粉末的目的在于去除煙氣中的酸性氣體，使得 HCl 和 S02排放濃度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。噴入活性碳粉末用以去除煙氣中的重金屬和二噁英、呋喃。有害氣體二噁英、呋喃是在焚燒垃圾過程和化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的。殘留的二噁英、呋喃在進(jìn)入除塵器前，被多孔且吸附力較強(qiáng)的活性炭所吸附。干法凈化的顯著優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)產(chǎn)物為固態(tài)，可直接進(jìn)行最終的處理，而無需像濕法凈化工藝那樣，要對凈化產(chǎn)物進(jìn)行二次處理。干法凈化煙氣系統(tǒng)的缺點(diǎn)是對污染物的去除效率比濕法煙氣處理系統(tǒng)要低，吸收劑的消耗量比濕法要大。干法工藝流程 圖如圖 33所示： 圖 33 :干法工藝流程圖 濕法工藝 早期在一些發(fā)達(dá)國家濕法的應(yīng)用比例較高，利用堿性物質(zhì)作為吸收劑可使酸性氣態(tài)污染物得以高效凈化。濕法凈化可以分一段或二段完成，凈化設(shè)備有吸收塔（填料塔、篩板塔）和文丘里洗滌器等。目前的濕式石灰石膏法脫硫技術(shù)是世界上最普及的濕式煙氣脫硫技術(shù)。濕式煙氣脫硫技術(shù)，具有裝置性能高、造價(jià)低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、維修方便和節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。例如液柱式吸收塔，煙氣從塔下部進(jìn)入，與吸收液接觸反應(yīng)，使煙氣凈化后，經(jīng)除霧器排到系統(tǒng)外。吸收液從設(shè)置在塔底部向上噴出，與煙 氣發(fā)生氣液接觸后，使之凈化。液柱塔只在塔底部設(shè)置噴管，結(jié)構(gòu)極為簡單且維修方便，可根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化，改變循環(huán)泵的臺(tái)數(shù)，來 14 調(diào)節(jié)液柱高度，進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)為，高性能、易維修、節(jié)能和小型化。它能對含 HCl 和 SOx 等酸性氣體的煙氣進(jìn)行有效的凈化。該裝置主要由制漿系統(tǒng)、反應(yīng)塔系統(tǒng)、產(chǎn)物處理系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。液柱塔能有效地防止系統(tǒng)運(yùn)行中的結(jié)垢和堵塞，并且大大降低了系統(tǒng)的阻力，它還具有技術(shù)成熟、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫率高和對鍋爐負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這種工藝的缺點(diǎn)是需要對液 態(tài)反應(yīng)生成物做進(jìn)一步處理，工藝流程較復(fù)雜，成套設(shè)備占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。 半干法工藝 半干法煙氣凈化系統(tǒng)是介于濕法和干法之間的一種工藝，它具有凈化效率高且無需對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理的優(yōu)點(diǎn)。該工藝對操作水平要求較高，需要長時(shí)間地實(shí)踐積累，才能達(dá)到良好的效果。 煙氣必須要有足夠長的停留時(shí)間，才可以使化學(xué)吸收反應(yīng)完全，以達(dá)到高效去除污染物的目的。同時(shí)使反應(yīng)生成物所含水份充分蒸發(fā)，最終以固態(tài)形式排出。因此停留時(shí)間是半干法凈化反應(yīng)塔設(shè)計(jì)中非常重要的參數(shù)。另外，凈化反應(yīng)塔進(jìn)出口的溫差直接影響到 反應(yīng)產(chǎn)物形態(tài)和酸性氣體的去除效率。除停留時(shí)間和溫差兩個(gè)因素外，吸收劑的粒度、噴霧效果等，對整個(gè)凈化工藝也有較大的影響。 實(shí)際操作過程中，對上述影響因素都有嚴(yán)格要求，否則，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工藝的失敗。半干法反應(yīng)塔與后續(xù)的袋式除塵器相連，構(gòu)成了半干法凈化工藝系統(tǒng)。半干法煙氣凈化處理系統(tǒng)主要是去除煙氣中的固體顆粒、硫氧化物、氯化氫、重金屬 (Hg、 Pb、 Cr)、二噁英及呋喃等有害物質(zhì)，以達(dá)到煙氣排放的標(biāo)準(zhǔn)。 半干法煙氣凈化系統(tǒng)通常由反應(yīng)塔、旋風(fēng)分離器、返料器、布袋除塵器、制漿裝置等設(shè)備組成。 粉狀的石灰加入一定量的 水，形成石灰漿液，通過泵加壓噴入半干法凈化反應(yīng)器，完成對氣態(tài)污染物的凈化。反應(yīng)塔有上噴和下流兩種型式。在下流式反應(yīng)劑漿液以霧滴的形式，從噴槍側(cè)面的小孔噴出，由于霧化后的霧滴具有很大的比表面積，保證了吸收劑與煙氣的充分接觸，使煙氣中的酸性氣體得以去除。漿液中的水分在高溫?zé)煔獾淖饔孟抡舭l(fā)，殘余物則以固態(tài)的形式從反應(yīng)塔底部排出。攜帶有大量顆粒物的煙氣從反應(yīng)塔排出后，進(jìn)入布袋除塵器，凈化后的煙氣自煙囪排入大氣。 活性炭噴射器布置在布袋除塵器前的 煙道內(nèi)?；钚蕴荚跓煹纼?nèi)與煙氣強(qiáng)烈混合吸附一定量的污染物，但未達(dá)到飽和，隨后再與煙氣一起進(jìn)入布袋式除塵器停留在濾袋上，與緩慢通過的煙氣繼續(xù)接觸，最終達(dá)到對煙氣中的重金屬和二噁英（ PCDD）及呋喃（ PCDF）等污染物的吸附凈化。半干式脫硫率為 ~% 15 除塵效率大于 %。由于結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動(dòng)部件少，所以維護(hù)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)成本低廉，可適用于不同的爐型，例如垃圾焚燒爐，燃煤鍋爐等。這種凈化裝置的缺點(diǎn)是對自控水平要求高。另外對噴嘴的要求也高，不但霧化效果要好，而且要抗腐、蝕耐磨損、且不易堵塞。 綜上所述，半干 法煙氣處理系統(tǒng)與濕法和干法煙氣處理系統(tǒng)相比較，半干法的最大優(yōu)點(diǎn)是，充分利用了煙氣中的余熱使?jié){液中的水分蒸發(fā)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出，避免了濕式洗滌器凈化過程中的廢水處理問題，因而大量運(yùn)用于生活垃圾焚燒煙氣中氣態(tài)污染物的凈化。半干法以濃度約為 10~20%的 Ca(0H)2漿液為凈化吸收劑，石灰的循環(huán)利用使吸收劑的利用率進(jìn)一步提高。半干法具有設(shè)備成本低、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、凈化效率高、維護(hù)簡單、且無需對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理等優(yōu)點(diǎn)。半干法工藝流程圖如圖 34 所示： 圖 34 :半干法工藝流程圖 煙氣凈化裝置 生活垃圾焚燒爐的煙氣凈化裝置是一種分別設(shè)有石灰干粉與水噴射、石灰漿噴射及活性炭噴射的系統(tǒng)，從而可自動(dòng)啟用和調(diào)整以石灰干粉與水噴射和，或石灰漿的噴射去除煙氣中的酸性氣體、有毒氣體和粉塵的煙氣凈化裝置。它包含帶煙氣進(jìn)口、排渣口、石灰干粉的噴口、煙氣出口的反應(yīng)塔和依次連接在煙氣出口上的預(yù)除塵器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)。其特征是，反應(yīng)塔在文丘里管擴(kuò)散段上還設(shè)有水和漿液以及霧化空氣的噴口、在布袋除塵器之前設(shè)有活性炭混合器，及熱電偶和酸性氣體檢測儀。從而使本發(fā)明裝置能適應(yīng)生活垃圾焚燒煙氣的負(fù)荷大幅 16 度 且頻繁波動(dòng)、運(yùn)行故障少、應(yīng)對故障的能力強(qiáng)，還能在煙氣排放指標(biāo)合格的同時(shí)，具有運(yùn)行成本低、裝置的使用壽命較長等特點(diǎn)。煙氣凈化裝置如圖 35 所示： 圖 35 煙氣凈化裝置及流程 17 4 我國應(yīng)用垃圾焚燒發(fā)電實(shí)例 成都洛帶垃圾發(fā)電有限公司 1998 年浙江大學(xué)熱能研究所與杭州錦江集團(tuán)將聯(lián)合開發(fā)的此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到余杭成都洛帶垃圾發(fā)電廠，把余杭成都洛帶垃圾發(fā)電廠原有的一臺(tái) 35t/h 鏈條鍋爐改造為垃圾流化床焚燒爐。 流化床燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代迅速發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)。它利用爐內(nèi)燃料的充分流動(dòng)、混合，達(dá)到高 效燃燒。我國在利用流化床燃燒技術(shù)燃用低熱值燃料方面處于國際領(lǐng)先水平。特別是浙江大學(xué)熱能工程研究所多年來進(jìn)行廢棄物 (如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等 )的研究開發(fā)和應(yīng)用。成功開發(fā)出流化床城市生活垃圾焚燒技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒。 采用硫化燃燒技術(shù)焚燒垃圾的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在一下幾方面： （ 1）操作方便 ,運(yùn)行穩(wěn)定。由于流化床床料為石英沙或爐渣 ,蓄熱量大 ,因而避免了床的急冷急熱現(xiàn)象燃燒穩(wěn)定。垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時(shí)進(jìn)行 ,無需復(fù)雜的調(diào)整 ,燃燒控制容易 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和連續(xù)燃燒。 （ 2）設(shè)備壽命長。爐內(nèi)沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng) 部件，使用壽命長。 （ 3）可采用全面的防二次污染的措施。對焚燒時(shí)產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，在不增加太多投資的前提下，可將 NOX、 SO2等氣體排放控制在國家標(biāo)準(zhǔn)一下，爐渣呈干態(tài)排出，便于爐渣的綜合利用。 （ 4）流化床焚燒爐由于爐內(nèi)燃燒強(qiáng)度和傳熱強(qiáng)度高，相同垃圾處理量的流化床焚燒爐和爐排爐相比體積要小，故而投資小，適應(yīng)于大型化發(fā)展。 （ 5）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，特別適應(yīng)于垃圾熱值隨季節(jié)變化很大的特點(diǎn)。 18 5 熱工檢測及控制 控制水平 為保 證垃圾焚燒發(fā)電廠及滲濾液處理廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，將采用可靠、實(shí)用、先進(jìn)的控制系統(tǒng)，以滿足工藝所必須的運(yùn)行、控制、監(jiān)視及實(shí)時(shí)在線管理功能。 全廠主要生產(chǎn)車間采用一套分散控制系統(tǒng)（ DCS）進(jìn)行集中自動(dòng)控制，且系統(tǒng)具有擴(kuò)展能力和接口，能滿足電廠擴(kuò)建的要求。在各輔助生產(chǎn)車間（煙氣處理、垃圾吊、渣吊、化水及滲濾液處理廠等），設(shè)有單獨(dú)的可編程邏輯控制器（ PLC），DCS 的通訊。 分散控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒、煙氣處理、熱能利用及滲濾液處理的高度自動(dòng)化，因此有必要建 立一個(gè)高水平、高可靠性、高性能價(jià)格比的分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和管理，從而獲得全廠一體化高度的自動(dòng)化水平。 對焚燒爐、汽機(jī)、除氧給水、循環(huán)水等系統(tǒng)的監(jiān)視、操作和控制 ,都將在集中控制室的操作員站中實(shí)現(xiàn)。 焚燒爐、汽機(jī)的起動(dòng)、停機(jī)、正常運(yùn)行和故障情況的處理 ,只需有少量的現(xiàn)場人員配合在集中控制室里就能實(shí)現(xiàn)。 焚燒爐、汽機(jī)和有關(guān)的輔助系統(tǒng)集中控制； 在不同的起停運(yùn)行方式中，借助于功能子組級(jí)的順序控制可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)輔機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行。 分散控制系統(tǒng) 整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的生產(chǎn)過程，采用分散控制系統(tǒng) (DCS)在中央控制室進(jìn)行集中監(jiān)視和控制滲濾液處理廠的控制系統(tǒng)與 DCS 系統(tǒng)通訊。 分散控制系統(tǒng)構(gòu)成 該分散控制系統(tǒng)主要由操作員站 (OS)、工程師站 (ES)、控制站 (AS)、分布式I/O 和數(shù)據(jù) 組成。 過程控制級(jí) （ 1）控制站 每套控制站都采用冗余設(shè)計(jì)，帶有冗余的中央處理器 (CPU)、冗余的電源模塊以及冗余的通訊網(wǎng)絡(luò)。 AS417 系列控制站具有自動(dòng)同步功能 ,采用不同于周期同步、特定時(shí)間同步的先進(jìn)的事件驅(qū)動(dòng)同步技術(shù)。 冗余的控制站安裝在一個(gè)緊湊型機(jī)架上，緊湊型機(jī)架采用分立式的背板總線，使電源、通訊卡件及 CPU 仍然被分成兩個(gè)獨(dú)立部分?？刂普驹谶\(yùn)行過程中可以更換所有組件，更換 CPU 時(shí)， 19 系統(tǒng)可將新安裝的 CPU，自動(dòng)同步為當(dāng)前狀態(tài)。 控制站和上一級(jí)系統(tǒng)之間的通訊將采用冗余配置的光纖環(huán)網(wǎng)， CPU 和 /或通訊總線的損壞均不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 設(shè)備自帶的控制器通過