2014-8-15
綠景環保設備
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摘要:本文闡述了焚燒熱解技術是實現垃圾處置無害化、減量化、資源化的有效方式,以SSR-100型雙回路雙熱解焚燒爐在諸暨豐泉浬浦生活垃圾無害化處理中心的成功運行實踐,驗證了推廣新型垃圾焚燒技術可促進循環經濟發展。
關鍵詞:垃圾焚燒;雙回路雙熱解;焚燒爐;循環經濟發展
引語
有資料顯示,全世界垃圾年均增長速度為8.42%,而中國垃圾增長率達到10%以上,己成為世界上垃圾包圍城市最嚴重的國家之一。全世界每年產生4.9億噸垃圾,而僅中國每年就產生近1.5億噸城市垃圾。焚燒作為一種處理垃圾的主要技術,己經成為許多發達國家和地區處理城市生活垃圾的主要方式。隨著城鎮建設的高速發展,焚燒技術成為近年來許多城鎮解決垃圾出路問題的新趨勢和新熱點?茖W技術的不斷進步,焚燒設備經過全球環保界一代代的研制創新,己從原來的落后狀態發展成為運用高科技手段,機電光氣一體化的新一代垃圾焚燒設備。SSR-100型雙回路雙熱解焚燒爐在諸暨豐泉浬浦生活垃圾無害化處理廠正常運行近3年的實踐表明,該焚燒爐設計是成功的,運行是可靠的,適合于鄉鎮生活垃圾的無害化、減量化、資源化焚燒處理。
1.焚燒技術是國內外處置垃圾的重要方式
焚燒爐發展的實踐表明,對比垃圾處置的各種方式,焚燒處理占地面積小,減量化明顯,無害化最徹底,資源化(發電、供熱等)潛力巨大,國內外發展較快。
焚燒作為一種處理垃圾的專用技術,已經成為許多發達國家和地區處理城市生活垃圾的主要方式。據不完全統計,2006年全世界約有各種類型的垃圾焚燒廠2100余座(其中有1000多座帶發電裝置),年焚燒生活垃圾總量達1.65億噸,特別是日本,垃圾焚燒比例已高達75%以上。
隨著科學技術的不斷進步,焚燒設備經過全球環保界一代代的研制創新,己從原來的落后狀態發展成為運用高科技手段,機電光氣一體化的新一代垃圾焚燒設備。
我國垃圾焚燒技術的研究起步于20世紀80年代中期,發展歷程體現了引進、消化、吸收、創新、自主化的理念和實踐,并獲得實效。結合國情取得了低熱值、含水量和灰分較高的垃圾焚燒處理成果,為焚燒技術在中國和世界的發展開辟了道路。中國自主研發的垃圾焚燒爐有些機型已達到當代國際先進水平。在引進技術的同時,積極推進了垃圾焚燒處理技術工藝和裝備自主化的開發和研制。目前,我國環保企業在借鑒國外新技術基礎上,已自主研發出爐排式焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉窯焚燒爐和熱解爐,并在工程中應用,取得較好效果。
隨著城鎮建設的高速發展,焚燒技術成為近年來許多城鎮解決垃圾出路問題的新趨勢和新熱點。目前,我國己有較多城市開始應用先進的焚燒工藝和設備處理生活垃圾,許多小城市和數以千計的鄉鎮也把建設垃圾焚燒廠提到議事日程,按照《“十一五”全國城市生活垃圾無害化處理設施建設規劃》的安排,“十一五”期間,全國將建設垃圾焚燒發電設備設施82個(其中東部地區56個),總處理能力將達到66600t/d,噸造價按30萬元計算,總投資額200億元,其中設備投資約130億元。
在科學發展觀指導下,我國正加大投資力度,擴大內需給環保設備業帶來巨大發展機遇。近期國務院出臺的擴大內需十項措施包括對環保、節能減排方面的大額投入,這將促進焚燒爐行業的迅速發展。
2.SSR-100型雙回路雙熱解焚燒爐的工藝和運行實踐
2.1熱解工藝的特點
爐排爐、流化床爐、回轉窯爐都屬于直燃式傳統過量空氣富氧燃燒爐。焚燒單位質量垃圾所需氧氣量相當的空氣量稱為理論空氣量,直燃爐為了保證垃圾完全燃燒,必須要供給比理論空氣量所需的更多地空氣量,即在富氧狀態下才能將垃圾中有機物完全氧化,生成既定的CO2和H2O。
近幾年,國內外隨著對廢物焚燒尾氣和灰分排放標準越來越嚴格。各國環保界都在探索低污染、節約運行費用的熱解焚化處置技術。這是一種與直燃式傳統過量空氣焚燒爐焚燒機理完全不同的新技術。由于大多數有機化合物有熱不穩定性的特征,因此,將其置于缺氧的高溫條件下,在分解與縮合的共同作用下,這類有機物將發生裂解,轉化為分子量較小的氣態、液態與固態組分。有機物在這一條件下的化學轉化過程稱為熱解。由于焚燒是在高電極電位條件下的氧化放熱分解反應,而熱解則是在低電極電位下的吸熱分解反應。因此,熱解也稱為“干餾”。
熱解爐在一燃室供給少量的助燃空氣,使其在一定溫度內進行熱裂解。其中可燃物質在缺氧下分解為短鏈的有機氣體及微量氫氣和碳氫物。由于缺氧,這些有機氣體將流入二燃室高溫焚化,而留在一燃室的為固定碳及灰份。熱裂解所需空氣量僅為直燃式焚燒爐所需空氣量的20%~30%。且熱解爐在系統末端燒掉的是可燃氣體而不是固體,因而熱解法的煙氣中煙塵量比傳統過量空氣焚燒要低得多。大大簡化了煙氣凈化設施,降低了造價,減少了排放污染。
2.2SSR-100型雙回路雙熱解焚燒爐的機理
我國城鎮生活垃圾(特別是鄉鎮生活垃圾)熱值低(800~1200kcal/kg),含水率高(30~60%)。由于垃圾水分大,進一步降低了熱值,熱解的熱平衡困難,需添加較多輔助燃料才能熱解焚燒,一般熱解爐難以勝任焚燒工作。
實踐表明,要熱解生活垃圾的關鍵是要將生活垃圾的含水率大幅度降下來。為解決這一難題,我們經過了幾百次反復試驗,不斷總結經驗教訓,最終采用雙回路雙熱解機理徹底解決了生活垃圾熱解焚燒問題。
雙循環雙熱解爐組合是由立式爐和臥式回轉干化窯組成。它配置三股風源,即爐底的一次風,立爐腰部的二次風及立爐窯口的干化回風,形成一個雙循環、雙熱解、三次燃燒的工藝過程。
具體工藝流程為:垃圾進入卸料大廳,倒入垃圾暫存坑,再由行車抓斗抓提至進料口,經過自動液壓進料機構推入回轉爐內,預熱干燥。當烘干到200℃時,由回轉爐體轉動將垃圾緩緩連續投入熱解立爐,垃圾經點著火后,鼓入略小于理論空氣量的空氣,廢物中的易燃物直接燃燒,不完全燃燒的煙塵和長鏈的有機化合物成份在缺氧的環境中迅速裂解成短鏈的可燃氣體(碳氫化合物、一氧化碳、氫氣),進入二燃室和過量空氣充分混合進行高溫過氧(過量空氣系數1.3-1.5)充分燃燒,煙氣里的有毒有害物質的分子結構被徹底破壞。垃圾反應完全后,通過出渣系統排出,爐渣可以制磚。焚燒后的高溫煙氣直接進入余熱鍋爐冷卻系統,煙氣溫度850℃降至200℃出口,產生蒸汽或熱水,余熱鍋爐采用特殊的受熱面布置,使煙氣溫度在1秒內迅速從500℃降至200℃,減少二惡英低溫生成,煙氣再經過除酸系統、活性炭噴粉吸附系統和高效除塵系統,去除煙氣中煙塵、酸性氣體、重金屬、二惡英類等污染物,最后經過煙囪達標排放。
2.3SSR-100型雙回路雙熱解焚燒爐的運行實踐
2006年11月,由豐泉集團采用BOT方式投資建設的諸暨豐泉涅浦生活垃圾無害化處理廠正式投產運行,該廠采用豐泉集團研發的SSR-100型雙向路雙熱解焚燒爐。正常運行近3年的實踐表明:設計是成功的,運行是可靠的,為我國鄉鎮生活垃圾的無害化、減量化、資源化焚燒處理開了先河,是環保高新技術參與社會主義新農村建設的成功范例。
該處理廠在浙江諸暨市占地26畝,總投資3000多萬,每天將附近10個鄉鎮、106個自然村共30萬人口產生的100噸生活垃圾全部徹底熱解焚燒處置成功,解決了城鄉一體化處置垃圾的難題。在垃圾焚燒熱解利用方面也進行了有益的嘗試。當地的一家襪廠將定型車間建在了處理廠中,利用蒸汽給襪子進行定型,但這只利用了處理廠很少的一部分熱能。實際上,每處理1噸垃圾,大約可以產生1噸的蒸汽,或5噸熱水,可以給周邊的居民區、單位和服務行業供熱,也可以供工廠直接使用。如果浬浦的蒸汽熱能利用能夠達到80%,每年的收入就能夠達到400萬元。另外,1噸垃圾在焚燒后,會產生大約18%的爐渣,這是很好的制磚原料。豐泉浬浦垃圾處理廠內也建了一個制磚廠,以焚燒產生的爐渣為主要原料,加入3%左右的水泥,制成優質地磚。
3結束語
綠景環保自主開發的雙回路熱解焚燒爐技術在諸暨豐泉浬浦生活垃圾無害化處理中心得到了有效的應用。該實踐證明,采用雙回路熱解焚燒爐是解決城鄉一體化處置垃圾的先進爐型,我們應根據農村垃圾熱值低、水份高的實際情況在鄉鎮大力推廣這一模式,為發展循環經濟資源再利用做貢獻。