宏琦科普知識：垃圾焚燒發(fā)電設備膠球清洗裝置的原理和技術(shù)要點(diǎn)

          要說(shuō)宏琦公司生產(chǎn)的膠球清洗裝置是如何被大家發(fā)現關(guān)注的，這里就要說(shuō)一說(shuō)膠球清洗裝置使用安裝范圍*廣的行業(yè)垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)中應用。隨著(zhù)我國城鎮化速度的不斷加快，城市生活垃圾的處理問(wèn)題也日益凸顯。其中，伴隨著(zhù)各種不同聲音的垃圾焚燒發(fā)電更為社會(huì )公眾所關(guān)注，公眾擔心垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)來(lái)了，二惡英也來(lái)了。垃圾焚燒發(fā)電真的那么可怕嗎?科普君在這里給出解讀，分上下兩期為公眾揭開(kāi)垃圾焚燒發(fā)電的神秘面紗。
          垃圾是指人類(lèi)在生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)。長(cháng)久以來(lái)，城市生活垃圾的處理主要是填埋和堆肥，這樣做要占用大量土地，而且會(huì )產(chǎn)生大量垃圾滲液和含毒氣體，嚴重污染土壤、地下水和空氣。
          從目前的應用效果上來(lái)看，垃圾焚燒發(fā)電不僅可以處理城市生活垃圾，并且還能夠利用垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，分擔了城市一部分的供電壓力。因此，垃圾焚燒發(fā)電成為了城市建設過(guò)程中的重點(diǎn)項目。只要嚴格按照程序和要求去做，建立大型垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)是目前處理城市垃圾的*佳手段。
1 垃圾焚燒發(fā)電的原理
          垃圾焚燒發(fā)電是指將垃圾通過(guò)焚燒爐的進(jìn)料口送入焚燒爐后使垃圾在800°C～1000°C的溫度下充分燃燒，并將焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量通過(guò)加熱給水至過(guò)熱蒸汽后再引至汽輪機，高溫高壓的蒸汽經(jīng)過(guò)汽輪機做功后將熱能轉化成電能，從而實(shí)現發(fā)電的過(guò)程。垃圾在焚燒爐焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣通過(guò)凈化除塵設備將煙氣凈化后通過(guò)煙囪排入大氣，焚燒后產(chǎn)生的爐渣及飛灰收集后綜合利用或者填埋。焚燒后的垃圾體積的減少量高達80%～90%，減少了70%的重量，因此采用焚燒處理垃圾可以達到減重減體積的效果。垃圾焚燒還有占地面積小、余熱發(fā)電、徹底有效地消滅細菌，可把廢渣作為建筑材料等優(yōu)點(diǎn)。
          基于以上優(yōu)點(diǎn)，大力推行垃圾焚燒發(fā)電利國利民。
          《國家環(huán)境保護“十三五”規劃》介紹把生活垃圾焚燒的處理系統技術(shù)作為以后處理生活垃圾的首要考慮方案，規劃指出，必須采用先進(jìn)的生活垃圾的處理設備，降低污染物的排放量，提高生活垃圾的處理水平。在國家政策的大力支持下，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)正趨于成熟，將會(huì )成為我國垃圾處理的主要方式。
2 垃圾焚燒技術(shù)的主要特點(diǎn)
          項目用地省。同樣的垃圾處理量，垃圾焚燒廠(chǎng)需要的用地面積只是垃圾衛生填埋場(chǎng)的1/20-1/15。
          處理速度快。垃圾在衛生填埋場(chǎng)中的分解時(shí)間通常需要7到30年，而焚燒處理只要垃圾的熔點(diǎn)低于850℃，2小時(shí)左右就能處理完畢。
          減量效果好。同等量的垃圾，通過(guò)填埋約可減量30%，通過(guò)堆肥約可減量60%，而通過(guò)焚燒約可減量90%。
          污染排放低。據德國權威環(huán)境研究機構研測，如采用同樣嚴格的歐盟污染控制標準，垃圾焚燒產(chǎn)生的污染僅為垃圾衛生填埋的1/50左右。
          能源利用高。每噸垃圾可焚燒發(fā)電300多度，大約每5個(gè)人產(chǎn)生的生活垃圾，通過(guò)焚燒發(fā)電即可滿(mǎn)足1個(gè)人的日常用電需求。
          通常來(lái)說(shuō)，對于人口密集、經(jīng)濟發(fā)達、土地資源稀缺的大中城市，應該優(yōu)先選擇垃圾焚燒方式。
3 生活垃圾焚燒項目建設概況
          隨著(zhù)我國城市生活垃圾焚燒行業(yè)的逐步發(fā)展，垃圾焚燒廠(chǎng)的投運數量逐年增加，已由2000年之前的2座快速增加到2015年底的224座，總焚燒規模達到20.78萬(wàn)噸/日，約占無(wú)害化處理能力的40%，垃圾的處置能力得到大幅提升。
          從垃圾焚燒廠(chǎng)投運分布情況來(lái)說(shuō)，東南部沿海地區設施建設進(jìn)度明顯領(lǐng)先于中部、西部地區，其中浙江、山東、江蘇、廣東、福建在焚燒設施數量和焚燒設施處理規模上居于全國前列，這五個(gè)省份共計已建有129座焚燒設施，占全國焚燒設施總量的57.6%，該比例遠超過(guò)中部、西部地區。
4 垃圾焚燒爐分類(lèi)
          垃圾焚燒發(fā)電焚燒爐主要包括機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐、CAO式焚燒爐、脈沖拋式焚燒爐等。
1 機械爐排焚燒爐
          工作原理：垃圾通過(guò)進(jìn)料斗進(jìn)入傾斜向下的爐排（爐排分為干燥區、燃燒區、燃盡區），由于爐排之間的交錯運動(dòng)，將垃圾向下方推動(dòng)，使垃圾依次通過(guò)爐排上的各個(gè)區域，直至燃盡排除爐膛。燃燒空氣從爐排下部進(jìn)入并與垃圾混合；高溫煙氣通過(guò)鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，煙氣冷卻后經(jīng)處理膠球清洗裝置排出。
          特點(diǎn)：爐排爐垃圾焚燒技術(shù)運行穩定，處理能力強，適于連續運行，煙氣經(jīng)處理后排放達標。另外其機械結構復雜，損壞率高，維護量大。
2 流化床焚燒爐
          工作原理：爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600℃以上，并在爐底鼓入200℃以上的熱風(fēng)，使熱砂沸騰起來(lái)，再投入垃圾，垃圾很快被干燥、著(zhù)火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕，繼續沸騰燃燒，燃盡的垃圾比重較大，落到爐底，經(jīng)過(guò)水冷后，用分選設備將粗渣、細渣送到廠(chǎng)外，少量的中等爐渣和石英砂通過(guò)提升設備送回到爐中繼續使用。
          特點(diǎn)：流化床燃燒充分，爐內燃燒控制較好，但煙氣中灰塵量大，操作復雜，運行費用較高，對燃料粒度均勻性要求較高，需大功率的破碎裝置，而且石英砂對設備磨損嚴重，設備維護量大；易產(chǎn)生結焦，系統連續運行能力較低。
3 回轉式焚燒爐
          工作原理：回轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列，爐體水平放置并略為傾斜。通過(guò)爐身的不停運轉，使爐體內的垃圾充分燃燒，同時(shí)向爐體傾斜的方向移動(dòng)，直至燃盡并排出爐體。
          特點(diǎn)：設備利用率高，灰渣中含碳量低，過(guò)剩空氣量低，有害氣體排放量低。但燃燒不易控制，垃圾熱值低時(shí)燃燒困難。
4 CAO焚燒爐
          工作原理：垃圾運至儲存池，進(jìn)入生化處理罐，在微生物作用下脫水，使天然有機物分解成粉狀物，其他固體包括塑料橡膠一類(lèi)的合成有機物和垃圾中的無(wú)機物則不能分解粉化。經(jīng)篩選，未能粉化的廢棄物先進(jìn)入第一燃燒室，產(chǎn)生的氣體再進(jìn)入第二燃燒室，不可燃和不可熱解的成分呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。高溫煙氣加熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，煙氣經(jīng)處理后由煙囪排至大氣層，金屬玻璃在第一燃燒室內不會(huì )氧化或融化，可在灰渣中分選回收。
          特點(diǎn)：可回收垃圾中的有用物質(zhì)，單臺焚燒爐的處理量小、處理時(shí)間長(cháng)，煙氣中二惡英的含量高，環(huán)保難以達標。
5 脈沖拋式焚燒爐
          工作原理：垃圾經(jīng)自動(dòng)給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥，然后送入第一級爐排，在爐排上經(jīng)高溫揮發(fā)、裂解，爐排在脈沖空氣動(dòng)力裝置的推動(dòng)下拋動(dòng)，將垃圾逐級拋入下一級爐排，此時(shí)高分子物質(zhì)進(jìn)行裂解、其它物質(zhì)進(jìn)行燃燒，直至*后燃盡后進(jìn)入灰渣池，由自動(dòng)除渣裝置排出。
          助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒，同時(shí)使垃圾懸浮在空中。揮發(fā)和裂解出來(lái)的物質(zhì)進(jìn)入第二級燃燒室，進(jìn)行進(jìn)一步的裂解和燃燒，未燃盡的煙氣進(jìn)入第三級燃燒室進(jìn)行完全燃燒；高溫煙氣通過(guò)鍋爐受熱面加熱蒸汽，同時(shí)煙氣經(jīng)冷卻后排出。
          其優(yōu)點(diǎn)是：處理垃圾范圍廣泛，燃燒熱效率高，運行維護費用低，維護工作量也較少，可靠性高，排放物控制水平高。
          煙氣凈化工作處于垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣排放之后，是對煙氣污染進(jìn)行有效控制和科學(xué)治理的關(guān)鍵措施。在當前我國垃圾發(fā)電廠(chǎng)的煙氣凈化工作方面，*常用的是“SNCR脫硝+半干法脫酸+干石灰噴射+活性炭吸附+袋式除塵器”的組合工藝，通過(guò)這一系列工序的連續處理來(lái)實(shí)現對焚燒排放煙氣的有效處理。
5 煙氣凈化與處理工藝
          在垃圾焚燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中，含有大量的污染物，這些物質(zhì)對環(huán)境都有不同程度的影響。因此，焚燒煙氣在排入大氣之前，必須進(jìn)行凈化處理，使之達到排放標準。垃圾焚燒產(chǎn)生的污染物主要有顆粒物、HCl、HF、SO2、SO3、NOx、二惡英及重金屬等。
（1）顆粒物凈化技術(shù)
          垃圾焚燒廠(chǎng)的顆粒物控制可以分為靜電分離過(guò)濾、離心沉降及濕法洗滌等幾種形式。常用的凈化設備有靜電除塵器、袋式除塵器和文丘里洗滌器等。靜電除塵器和袋式除塵器廣泛應用于發(fā)達國家垃圾焚燒廠(chǎng)對煙氣中顆粒物的凈化。靜電除塵器可以使顆粒物的濃度控制在45mg/Nm3以下，而袋式除塵器的凈化效果優(yōu)于靜電除塵器。
（2）酸性氣體污染物凈化技術(shù)
          HCI、HF、SOx的去除機理是酸堿中和反應。堿性吸收劑（如NaOH、Ca(OH)2）以液態(tài)（濕法）、液/固態(tài)（半干法）或固態(tài)（干法）的形式與HCl、HF、SOx污染物發(fā)生化學(xué)反應。
（3）氮氧化物凈化技術(shù)
          NO的凈化是*困難且費用*昂貴的技術(shù)。垃圾焚燒煙氣中的NOx以NO為主，利用常規的化學(xué)吸收法很難達到有效去除。常用凈化方法有選擇性非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）、氧化吸收法、吸收還原法等。其中SNCR法在垃圾焚燒煙氣凈化中應用*多。
（4）有機污染物的凈化
          降低垃圾焚燒廠(chǎng)煙氣中的多氯二苯二惡英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）濃度的主要方法是控制PCDDs、PCDFs的生成。其控制措施主要包括：選用合適的爐膛和爐排結構，使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒；控制爐膛及二次燃燒室內煙氣溫度不低于850℃，煙氣在爐膛及二次燃燒室內的停留時(shí)間不少于2s；縮短煙氣在處理和排放過(guò)程中處于300～500℃溫度的時(shí)間，控制余熱鍋爐的排煙溫度不超過(guò)250℃；選用新型袋工除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度低于200℃。
（5）重金屬的凈化
          重金屬的凈化主要在高效的顆粒物捕集和低溫控制2個(gè)方面。
6 滲濾液處理工藝
          垃圾滲濾液膠球清洗裝置主要產(chǎn)生于垃圾貯坑，是垃圾在貯坑中發(fā)酵腐爛后水分排出造成的，垃圾滲濾液生成量主要受進(jìn)廠(chǎng)垃圾的成分、水分和貯存天數的影響。垃圾滲濾液具有強臭味，有機污染物濃度高，氨氮含水量高。
（1）混凝沉淀+生物處理法
          先通過(guò)混凝沉淀去除滲濾液中重金屬等微生物有害的物質(zhì)，再與其他滲濾液一道進(jìn)行生物處理，使生物處理效果更好。此流程針對灰冷卻水和洗煙廢水等排放水體時(shí)采用。
（2）分段混凝沉淀法
          重金屬用堿性混凝沉淀時(shí)，過(guò)去采用幾段進(jìn)行混凝處理，現在一般采用選擇一種條件能同時(shí)去除多種金屬離子，可以提高運行效率。此工藝用于灰冷水和洗煙廢水等排入下水道前的預處理。
（3）膜處理+生物處理法
          通過(guò)膜處理去除懸浮物和大分子難生物降解的有機物，降低后一級生物處理難降解成分，合排放水質(zhì)達標。該工藝可應用于排放要求較高的垃圾滲濾液處理。
（4）活性污泥法+接觸氧化法
          該工藝用于廢水排放要求較嚴的地區。
（5）生物處理法+活性碳或混凝沉淀
          該工藝用于廢水必須再利用的深度處理。在生物處理段，生物將可以分解的有機物處理，后段通過(guò)活性碳或濾料去除殘余的污染物。
7 滲濾液處理工藝
（1）格柵
          格柵由一組（或多組）平行的金屬或其他材料的柵條制成的框架，傾斜設置在廢水流經(jīng)的渠道上，或設置在集水池的進(jìn)口處，用以截阻水粗大懸浮物和漂浮物，保護處理構筑物。格柵分為細格柵（間距3～10mm）、中格柵（間距10～25mm）、粗格柵（間距50～100mm），另分為固定格柵和活動(dòng)格柵。
（2）調節池
          為了減少不同生產(chǎn)環(huán)節水量和水質(zhì)變化對污水水處理工藝過(guò)程的影響，在污水處理系統前設置調節池，調節池的設置主要與一天內各種污水的產(chǎn)生量及分布時(shí)間有關(guān)，其與污水處理積累量的*大差距，可以作為調節池有效容積的*小值。
（3）沉淀池
          利用重力作用去除垃圾滲濾液中的懸浮物，可分為平流式、豎流式及輻流式三種，每種沉淀池可分為流入、流出、沉淀、污泥和緩沖層等五部分。
8 垃圾焚燒發(fā)電前景廣闊
          利用生活垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱發(fā)電，可減少化石能源發(fā)電的二氧化碳排放量。據估算，國內爐排爐生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電量約為305～420度/噸，扣除垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程中自身能源消耗，上網(wǎng)電量約250～350度/噸；根據我國的電力結構，70%以上是煤發(fā)電，垃圾焚燒發(fā)電替代燃煤發(fā)電，焚燒1噸生活垃圾相當于減排二氧化碳量208～283kg。此外，我國生活垃圾焚燒發(fā)電對二氧化碳減排更大的貢獻是替代填埋，焚燒1噸生活垃圾相當于減排二氧化碳量300kg。
          2010年以來(lái)，我國才開(kāi)始大規模的建設垃圾焚燒廠(chǎng)，累積了經(jīng)驗，培養了一大批技術(shù)人才。同時(shí)，垃圾焚燒也引起了社會(huì )公眾的廣泛關(guān)注，很多人擔心垃圾焚燒的安全問(wèn)題，并在很長(cháng)的一段時(shí)間內，在社會(huì )上引起了廣泛的關(guān)注，*后大家發(fā)現焚燒技術(shù)本身是成熟的。比如，在北上廣這些一線(xiàn)城市，已經(jīng)建設成功很多水平很高的焚燒廠(chǎng)。
          現在已經(jīng)有適宜的標準、適宜的技術(shù)與裝備建設*適宜的垃圾焚燒廠(chǎng)，同時(shí)考慮規模的合理性、工程技術(shù)的適宜性、處理設施的可靠性、連續運行的穩定性。*近有關(guān)部門(mén)正在編相應的法則以此來(lái)指導垃圾焚燒廠(chǎng)的建設。其中，清潔焚燒是未來(lái)發(fā)展的主流。大中型城市有效利用垃圾處理產(chǎn)生的能源，進(jìn)行綜合利用，發(fā)展城市垃圾發(fā)電與供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)膠球清洗裝置也將成為行業(yè)主要趨勢。
          垃圾焚燒廠(chǎng)作為人類(lèi)各種科技綜合的產(chǎn)物，隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也在不斷地發(fā)展和完善。我們給垃圾焚燒廠(chǎng)的定位應該是：它是一種常規的消除垃圾污染，保障環(huán)境清潔的城市基礎設施。有了這樣的定位，人們就能更加理性地認識它。