【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0℃ ，液態(tài)排渣）等離子體直接氣化熔融（熱解氣化溫度＞1000℃，燃燒溫度 1500~2022℃，液態(tài)排渣） 垃圾熱解氣化與直接焚燒比較比較項(xiàng)目 直接焚燒 熱解氣化工作溫度 850~1000℃ （最高 1100℃） 1300℃（最高 1500~2022℃）反應(yīng)機(jī)理 氧化 還原反應(yīng)方程C+O→CO 2H2+O→H 2OFe+O→FeOZn+O→ZnOPb+O→PbO......CO2+C→2CO ↑H2O+C→H 2+CO↑FeO+C→Fe↓+CO ↑ZnO+C→Zn ↓+CO ↑FbO+C→Pb ↓+CO ↑......爐內(nèi)停留時(shí)間 ＞2 秒 很長(zhǎng)出口粉塵量 15~30 g/Nm3 5g/Nm3酸性物 排放量高 排放量低；幾乎為零脫酸方式 爐外 爐內(nèi)重金屬 被氧化，溶于水，易吸收，極有害 被還原，熔 化 鐵 與 重 金 屬 形 成 鐵 合 金灰渣內(nèi)重金屬 含量高 含量低；熔融后幾乎為零二噁英 易產(chǎn)生；易合成 大量分解、難以合成飛灰處理 固化；外排 熔融處理可不外排爐渣處理 填埋、制 鋪路磚等 熔融渣玻璃化，可作建筑材料、保溫耐火材料等，或拉制無(wú)機(jī)纖維可摻燒物 生物質(zhì)（流化床可摻燒煤） 焦或煤、生物質(zhì)整體運(yùn)行費(fèi) 低 高發(fā)電量 低 高(比焚燒高 20%~30%)初投資 低 高 垃圾處理工藝推薦垃圾無(wú)論采用哪種直接焚燒方式，重金屬、二噁英無(wú)法徹底消除。只有采用 熱解氣化技術(shù)（或者1500℃以上超高溫焚 燒），才能達(dá)到理想的效果。無(wú)論采用哪種氣化技術(shù)，其基本熱化學(xué)原理相同， 只 是 氣 化 溫 度 不 同 、加 熱 方式 不 同 、床 型 不 同 、排 渣 方 式 不 同 而 已 。實(shí) 際 應(yīng) 用 時(shí) 可 根 據(jù) 垃 圾 性 質(zhì) 、成 分 、發(fā) 熱 量 、含 水 量 以 及 地 區(qū) 資 源 狀 況 、財(cái) 政 狀況，采用不同的熱解氣化工藝。垃圾氣化焚燒或熔融是對(duì)飛灰、爐渣不同的處理方式。但投資和運(yùn)行費(fèi)用差別較大?？紤]到目前生活垃圾焚燒的財(cái)政補(bǔ)貼，可以只考慮熔融含50%~80%二噁英的飛灰。典型的工藝流程如下：也可以采用高爐型直接高溫氣化熔融工藝。典型的工藝流程如下圖： 高溫?zé)峤鈿饣廴谠?高 溫 熱 解 氣 化 熔 融 工 藝 中 ，由 于 氧 的 供 給 受 到 嚴(yán) 格 控 制 ，不 會(huì) 發(fā) 生 通 常 意義 上 的 焚 燒 。氣 化 發(fā) 生 在 還 原 的 條 件 下 ，不 會(huì) 產(chǎn) 生 諸 如 灰 分 和 煙 塵 等 典 型 的 燃 燒污 染 物 。有 很 大 比 例 的 碳 氫 化 合 物 在 熱 解 氣 化 反 應(yīng) 器 內(nèi) 已 經(jīng) 裂 變 。入 口 廢 物 中 所 含 的 諸 如 二 惡 英 和 呋 喃 等 污 染 物 完 全 裂 變 成 了 無(wú) 害 或 有 用 的 化 合 物 ，并 不 像 其它 焚 燒 技 術(shù) 產(chǎn) 生 粉 塵 或 有 害 氣 體 以 及 再 組 合 。高 溫 熱 解 氣 化 熔 融 技術(shù)的實(shí)質(zhì)是將固體廢棄物用反應(yīng)器進(jìn)行高溫氣體處理，該反應(yīng)器是一種不加壓的直立熱解氣化反應(yīng)爐，按照移動(dòng)床的原理工作。本 工 藝 采 用 液 態(tài) 排 渣 方 式 。氣化熔融爐在部分氧化期間達(dá)到高溫，導(dǎo)致所有礦物和金屬成分完全熔化。廢物中礦物和金屬的量決定了熔渣的質(zhì)量，熔渣在重力作用下在氣化反應(yīng)器內(nèi)向下移動(dòng)。兩種熔渣（礦渣和金屬熔渣）聚集在反應(yīng)器底部，它們 由于其自身密度不同而自行分離（類似于鋼鐵生產(chǎn)）。熔化的礦渣不斷被排出，礦渣中重 金 屬 氧 化 物含 量 極 低 ，幾 乎 為 零 ，是 玻 璃 化 顆 粒 或 完 全 玻 璃 化 的礦 渣 等 ，視 添 加 物 的 性 質(zhì) 和 添 加 量 ，玻 璃 化 的 渣 經(jīng) 過(guò)再 加 工 可 以 制 成 用 于 建 筑 業(yè) 的 絕 緣 材 料 、或 其 他 建 筑材 料 、或 者 拉 制 成 無(wú) 機(jī) 纖 維 （甚 至 可 制 紙 ）；由于灰渣 中含有硅、鋁、極少量的鐵等元素，灰渣的活性很高。可以制作成聚合氯化鋁和二氧化硅。以及生產(chǎn)耐火原材料堇青石和莫來(lái)石。熔渣中所含的熔化還原鐵與重金屬形成了合金。它被單獨(dú)倒出，經(jīng)過(guò)再加工可用于鋼鐵和鑄造業(yè)。 本技術(shù)其它主要特點(diǎn)： 1）入爐垃圾不需要破碎。垃圾直徑小于 500mm 即可入爐。 2）本技術(shù)特別適用于醫(yī)療垃圾、電子垃圾以及其它危險(xiǎn)廢棄物的處理。 3）二噁英生產(chǎn)量極低，在 ～ ng/m 3 之間； 4）還原區(qū)提取出的可燃?xì)怏w含塵量小于 60 mg/m3；飛灰收集返回?zé)峤鈿饣廴跔t再進(jìn)行熔融處理。 5）采用爐內(nèi)加石灰石脫酸，其氣體中酸（尤其是 SO2）的含量也極低，幾乎 為零。 6）當(dāng)采用純氧作為氣化劑時(shí)，煤氣熱值可達(dá) 8400~12500kj/m3，可采用聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式。 此外，還有德國(guó) WES 公司的 HTCW 高溫?zé)峤鈿饣廴跔t。如下圖所示 目前，日本熔融爐已經(jīng)運(yùn)行 30 年有余，其 單爐日處理垃圾量從 95t/d 到 360t/d 不等，共有約 50 座投入使用。德國(guó)的熔融爐目前有 25t/d、50t/d 的兩種，2022 年計(jì)劃有120t/d 的投產(chǎn)。 哈爾濱市垃圾處理爐型推介哈爾濱市垃圾處理擬采用引進(jìn)日本已經(jīng)商業(yè)化12年的、高溫?zé)峤鈿饣廴诩?術(shù) ，其 發(fā) 電 量 較 直 接 焚 燒 高 ~20%。 第二部分 垃圾氣化焚燒與發(fā)電部分 垃圾處理與進(jìn)料系統(tǒng) 垃圾接收與貯存系統(tǒng) 垃圾收料與供料系統(tǒng)垃圾由收集車從垃圾收集點(diǎn)或垃圾中轉(zhuǎn)站裝車后送到垃圾焚燒廠，經(jīng)過(guò)地磅稱重計(jì)量。在專設(shè)垃圾物流大門處安裝 3 套 0～50t 的動(dòng)/靜態(tài)電子汽車衡，用于對(duì)垃圾、輔助燃料、爐渣等進(jìn)、出廠物料的稱量（此大門不能與正常通行大門共用）。電子汽車衡設(shè)有非接觸式識(shí)別系統(tǒng)和自動(dòng)交通控制系統(tǒng)。地磅房的計(jì)量數(shù)據(jù)為本廠垃圾處理量統(tǒng)計(jì)和垃圾貼費(fèi)核算的主要依據(jù)。 垃圾貯存系統(tǒng)垃圾通過(guò)卸料門卸入垃圾貯坑長(zhǎng) 48 米，寬 21 米， 總高 米，至少存 貯約 10 天以上的垃圾處理量，在必要的 時(shí)候，亦可采用 單側(cè)堆高方式將垃圾沿投入門對(duì)面的壁面堆高成三角狀，增加垃圾貯 坑容量。為防止進(jìn)入焚燒爐內(nèi)的垃圾混入不可燃或水分太高的垃圾，垃圾存儲(chǔ)坑內(nèi)應(yīng)采用良好的垃圾滲透液格柵隔層及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防滲的池底板構(gòu)成，坑底具有一定的坡度向四側(cè)傾斜，并在側(cè)壁距池底約 米高處設(shè)置垃圾滲透液排液口，排液一側(cè)不應(yīng)少于約 58 個(gè)排液口，每排液口的垃圾廢液經(jīng)有組織管道排至垃圾液收集坑（池、箱體）；垃圾廢液收集坑道的垃圾廢液由漿液泵和管道系統(tǒng)輸送到垃圾廢液處理設(shè)備，經(jīng)設(shè)備的處理達(dá)到三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，再排至廠外城鎮(zhèn)污水排放系統(tǒng)或廠內(nèi)集中污水處理中心處理。垃圾存儲(chǔ)區(qū)完全設(shè)置為封閉，熱解氣化爐的助燃空氣可從垃圾存儲(chǔ)區(qū)房間內(nèi)抽取，并要求垃圾存儲(chǔ)區(qū)處于微負(fù)壓工作狀態(tài)，以減少垃圾存放時(shí)產(chǎn)生的臭氣外逸。為防止蚊蠅及細(xì)菌的孳生，儲(chǔ)坑內(nèi)設(shè)置了藥劑噴灑設(shè)施，夏季定期噴灑藥劑殺菌、消毒。 垃圾進(jìn)料系統(tǒng)焚燒爐進(jìn)料，一般是通過(guò)行車抓斗將預(yù)存好的垃圾料，吊入步進(jìn)式給料機(jī)， 經(jīng)步進(jìn)式給料機(jī)的分節(jié)給料操作，均衡水平推入焚燒爐雙輥給口料斗內(nèi)，再經(jīng)雙輥加料裝置，將垃圾料送至焚燒爐體內(nèi)勻均分布爐排上。抓斗行車為兩臺(tái)專用雙梁橋式起重機(jī)。行車操作室設(shè)有密閉、有安全防護(hù)的觀察窗，并具有獨(dú)立的通風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)，操作間設(shè)有工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，可使操作人員明確垃圾在料倉(cāng)內(nèi)的位置。橋式抓斗吊車由操作人員在垃圾貯坑上部中間位置的操作室內(nèi)進(jìn)行遙控操作，同時(shí)設(shè)置防止吊車碰撞的安全措施限位開(kāi)關(guān)，以避免抓斗與料斗或其它設(shè)施相互碰撞。垃圾吊車及抓斗全部動(dòng)作的操作控制均在專門的操作控制室完成。垃圾吊車操作室面對(duì)垃圾貯坑的一面是透明的，便于吊車司機(jī)能直接觀察到垃圾貯坑的全貌，包括垃圾卸料門的開(kāi)閉、貯坑內(nèi)垃圾的分布情況、吊車及抓斗的運(yùn)行情況和垃圾焚燒爐進(jìn)料口的情況。對(duì)于垃圾焚燒爐的進(jìn)料口和垃圾貯坑的關(guān)鍵部分，設(shè)置攝像頭，把監(jiān)視信號(hào)傳送到吊車控制室的監(jiān)視屏。 垃圾氣化焚燒系統(tǒng) 氣化焚燒爐垃圾設(shè)計(jì)基本模擬數(shù)據(jù)垃圾處理量（額定） 666t/d=27500kg/h元素分析（% ）C H O N S Cl A W 2 15 40Qgw = KJ/kgQdw = Qgw –2500(9H+W) = =1497Kcal/kg 工藝流程 垃圾由抓斗行車從垃圾池內(nèi)抓取投入到焚燒爐垂直進(jìn)料倉(cāng)頂部的步進(jìn)式輸送機(jī)漏斗口內(nèi)，在輸送機(jī)內(nèi)向前移動(dòng)最終落入垃圾焚燒爐的垂直料倉(cāng)內(nèi)。 步進(jìn)式輸送機(jī)設(shè)有兩個(gè)垃圾進(jìn)料口，尾部的進(jìn)料口設(shè)在垃圾垂直儲(chǔ)料倉(cāng)上方。垃圾經(jīng)過(guò)料倉(cāng)底部雙輥加料機(jī)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)不斷的將垃圾送入焚燒爐內(nèi)，并均勻的撒開(kāi)。進(jìn) 入爐內(nèi)的垃圾受爐體內(nèi)自下而上的高溫?zé)煔饬骷拜椛錈岬淖饔?，可迅速的升溫、干燥、?解、氣化、燃燒，產(chǎn) 生的混合煙氣進(jìn)入二燃室，在≥850℃的高溫下充分燃燒，再經(jīng)過(guò)煙道式余熱鍋爐的余熱回收后降至 200℃，進(jìn)入尾氣 處理系統(tǒng)。焚燒產(chǎn)生的殘?jiān)嗜廴趹B(tài)液態(tài)排出。余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入主蒸汽母管。尾氣由布袋除塵器凈化達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙囪排入大氣。 尾氣凈化系統(tǒng) 系統(tǒng)概述尾氣處理系統(tǒng)工藝流程：包括除塵系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)及煙囪等設(shè)備。由于煙氣在焚燒爐中已經(jīng)與噴入的石灰石粉接觸，煙氣中的酸性氣體和有害氣體與氧化鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和吸附反應(yīng)，經(jīng)此階段凈化后，酸性氣體和有害氣體的含量達(dá)到排放“大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)” 。然后煙尾氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行最后的除塵凈化處理。沉積于除塵器底部的灰塵回噴進(jìn)入焚燒爐后呈熔融態(tài)排出。 設(shè)備工作原理與結(jié)構(gòu)介紹 布袋除塵器布袋除塵器幾乎能將煙氣中的全部灰塵去除，效率一般在 %以上。同時(shí)，布袋除塵器還是除酸性氣體的二次反應(yīng)器。煙氣在流經(jīng)濾袋表面灰塵時(shí)，煙氣中剩余的酸性氣體再次與其中的堿反應(yīng)， 進(jìn)一步除去煙氣中的殘余酸性氣體（酸性度很低）。經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排入大氣。除塵器濾 袋選用純 PTFE 材質(zhì)，在確保煙塵排放達(dá)標(biāo)的前提下，具有清灰效果好，運(yùn)行阻力小，使用壽命長(zhǎng)的良好性能。布袋除塵器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) ? 處理風(fēng)量：300000Nm 3/h ? 煙氣溫度： 160℃? 漏風(fēng)率≤2%? 過(guò)濾風(fēng)速 ? 除塵器阻力≤1800Pa? 濾袋材質(zhì)要求：純 PTFE? 濾袋規(guī)格：￠150*6000? 濾袋數(shù)量：1420+84 條。 ? 過(guò)濾面積：11186M 2。? 噴吹方式：離線脈沖? 脈沖噴吹壓力： MPa 壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)主要是為布袋除塵器反吹等提供氣源；同時(shí)用來(lái)冷卻垃圾焚燒爐的火焰監(jiān)測(cè)器；再作為全廠檢修、控制及其它輔屬系統(tǒng)提供必要的氣源。壓縮空氣系統(tǒng)主要設(shè)備有：空氣壓縮機(jī)、冷卻器、油水分離器和壓縮空氣貯罐等。本項(xiàng)目設(shè)立全廠統(tǒng)一的壓縮空氣系統(tǒng)，供全廠各用氣點(diǎn)用氣。 發(fā)電系統(tǒng) 余熱鍋爐系統(tǒng)余熱鍋爐是焚燒爐燃燒后，將產(chǎn)生熱煙氣將水轉(zhuǎn)換為高溫蒸汽用于發(fā)電的裝置。過(guò)熱高溫氣的產(chǎn)生：垃圾進(jìn)入焚燒爐熱解氣化，產(chǎn)生可燃?xì)怏w，然后進(jìn)入焚燒爐的二燃室進(jìn)行燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，成為主要熱源?dòng)力。高溫?zé)煔饨粨Q：高溫?zé)煔怆S后進(jìn)入余熱鍋爐，在余熱鍋爐內(nèi)煙氣與鍋爐的受熱面進(jìn)行換熱產(chǎn)生 ,495℃的過(guò)熱蒸汽。余熱鍋爐通過(guò)煙道與二燃室連接形成一個(gè)整體，二燃室排出的高溫?zé)煔庥酂?，?jīng)氣水熱轉(zhuǎn)換成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱 蒸汽約 495℃通過(guò)蒸汽配汽管道系 統(tǒng)進(jìn)入發(fā)電汽輪機(jī)組。余熱鍋爐技術(shù)參數(shù)如下：型 式： 立式 額定蒸發(fā)量： 55t/h過(guò)熱蒸汽壓力： 過(guò)熱蒸汽溫度： 495℃給水溫度： 104℃過(guò)熱汽溫調(diào)節(jié)方式：噴水式減溫器 汽輪發(fā)電機(jī)組選擇由余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫蒸汽通過(guò)管道引入汽輪機(jī)進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化機(jī)械能的工作。由汽輪機(jī)在高溫過(guò)熱蒸汽作用下，推動(dòng)發(fā)電機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。另外，經(jīng)抽汽輪機(jī)抽汽裝置，抽取少量過(guò)熱蒸汽，導(dǎo) 入除氧器進(jìn)行熱力除氧。汽輪機(jī)做功后的蒸汽，由 額定工作壓力，降至 15KPa。溫度由 485℃，降至約 54℃，此時(shí)過(guò)熱蒸汽變 化為飽和蒸汽。 經(jīng)空冷裝置 進(jìn)行冷卻，冷凝水 經(jīng)凝結(jié)泵打入除氧器，經(jīng)熱 力除氧后，再通過(guò)給水泵打入余熱鍋爐的 進(jìn)水管口，多次循 環(huán)使用。根據(jù)汽水及能量平衡計(jì)算選擇主機(jī)設(shè)備型號(hào)、參數(shù)及主要技術(shù)規(guī)范如下：1）汽輪機(jī)型式：中壓，單軸，凝汽式水冷汽輪機(jī)。凝汽器冷卻方式： 水冷式冷卻系統(tǒng)。額定轉(zhuǎn)速：3000r/min。旋轉(zhuǎn)方向：從機(jī)頭往發(fā)電機(jī)方向看為順時(shí)針?lè)较?。額定功率：18MW進(jìn)汽壓力：進(jìn)汽溫度：485℃額定排汽壓力：15KPa給水回?zé)峒?jí)數(shù)：2 級(jí)（1 除氧+1 低加）。2）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)冷卻方式：空氣冷卻有功功率： 18MW額定電壓： 額定電流： 1237A額定轉(zhuǎn)速：3000r/min頻率：50Hz冷卻方式：空氣冷卻 熱力系統(tǒng)本項(xiàng)目安裝兩臺(tái)額定功率 18MW 凝汽式汽輪機(jī)，三臺(tái) 666t/d 垃圾焚燒爐配三臺(tái)55t/h 的余熱鍋爐?；陔姀S的布置形式，以及系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，便于 調(diào)度靈活，便于切換、便于維修、安裝、 擴(kuò)建，以及投 資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)最少的設(shè)計(jì) 原則考慮，熱力系統(tǒng)中主要系統(tǒng)擬定如下：