流化床技術(shù)處理垃圾

1、第 第 10 13 頁循環(huán)流化床技術(shù)在城市生活垃圾燃燒處理中的應(yīng)用一. 前言無錫華光鍋爐股份朱秋平810%的速度增長(zhǎng)，2022 660 1.4 約占全部處理量的 80以上；其次是堆肥，約占 10左右；燃燒量甚微，約占12。而興旺國(guó)家的垃圾燃燒處理比重很大，其中日本城市垃圾 100%燃燒處理 20% 50%處置設(shè)場(chǎng)。燃燒作為一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)固體廢物資源化、無害化、減量化和安定化處理染環(huán)境形勢(shì)為燃燒技術(shù)產(chǎn)業(yè)供給了進(jìn)展機(jī)遇和寬闊的市場(chǎng)需求。填埋場(chǎng)業(yè)已或馬上填滿，必需建設(shè)的垃圾處理廠，在今后 10 年內(nèi)，最少需要建設(shè)約 800 座垃圾處理處置廠場(chǎng)。作為一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)城市垃圾減量化、無日益受到寬闊城市的關(guān)

2、注和重視。二. 燃燒處理方法目前世界上應(yīng)用于處理固體廢物的燃燒爐按燃燒反響過程可分為直接燃燒的流化床爐，熱解氣化燃燒所占比例較小，主要用于處理工業(yè)垃圾。值低時(shí)承受爐排爐燃燒殘?jiān)灰谉?，且爐溫較低，易產(chǎn)生二惡英等二次污染，助燃用油消耗大，運(yùn)行本錢高。流化床爐是在氣流吹動(dòng)沙床沸騰的狀況下燃燒，因此，對(duì)于低熱值生活垃圾，承受流化床燃燒具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。興旺國(guó)家生活垃圾熱值較高低位發(fā)熱值一般在 800012022kJ/kg 范圍如 丹麥的生活垃圾熱值在 800012022kJ/kg 范圍，平均為 10000kJ/kg；德國(guó)為900012022kJ/kg；荷蘭為 10000kJ/kg 左右

3、；美國(guó)為 1000013000kJ/kg；日本 為 800011000kJ/kg由于飲食習(xí)慣和西方人不同華人的生活垃圾中廚余物含地區(qū)，生活垃圾熱值也相比照西方人的低，如加坡為 7200kJ/kg左右；我國(guó)臺(tái)灣省為 65007500kJ/kg。當(dāng)垃圾熱值大于6000kJ/kg 時(shí)，熱值對(duì)燃燒爐型的選擇已經(jīng)影響較小，各種成熟的爐型都能較好主要是依據(jù)商務(wù)報(bào)價(jià)、技術(shù)支持和效勞等。但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析依據(jù)世界銀行的推舉垃圾平均低位熱值至少到達(dá) 7000kJ/kg，任何季節(jié)不低于 6000kJ/kg，否則承受燃燒處理熱能回收量少，需要昂貴的垃圾補(bǔ)貼費(fèi)才能維持燃燒廠運(yùn)行。我國(guó)大局部城市生活垃圾熱值在33005

4、500kJ/kg范圍，平均熱值在4180kJ/kg 左右。隨著生活水平的提高，生活垃圾的發(fā)熱值會(huì)逐步提高，但仍遠(yuǎn)實(shí)行垃圾分類收集，還混有少量的建筑垃圾和不行燃燒的廢物。我國(guó)典型的生活垃圾見照片 1 和照片 212入爐膛分解，必需送入污水處理廠處理，處理費(fèi)用大。目前從國(guó)外引進(jìn)的爐排爐大多數(shù)都承受加長(zhǎng)原設(shè)計(jì)爐排方式提高垃圾枯燥 三. 國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床垃圾燃燒鍋爐技術(shù)簡(jiǎn)介循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)簡(jiǎn)介高效率和低污染的特點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐的工作原理是燃料和循環(huán)物料在爐膛內(nèi)流化風(fēng)的作用下呈流化床的根本原理。能燃燒各種煤、煤矸石、煤泥，甚至石油焦也能很好地燃燒。在燃煤技術(shù)進(jìn)展起來的循環(huán)流化床鍋爐也能很好地燃燒生活垃

5、圾。充分、徹底，燃燒效率高。850950SO2 本低。NOX 的生成。循環(huán)流化床的物料濃度大，一般每公斤煙氣可攜帶假設(shè)干公斤的物料，這些全都。照片 3 是承受流化床垃圾燃燒后排出的渣，可以看出燃燒得徹底，干凈。320%的煤，可以起到意想不到的燃燒效果，具有以下特點(diǎn)：垃圾燃燒徹底，灰渣的熱灼減率不超過 1%。循環(huán)物料的熱容量大，可以穩(wěn)定地燃燒水份50%，發(fā)熱值5000KJ/kg的國(guó)內(nèi)生活垃圾，且垃圾的發(fā)熱值在很大范圍內(nèi)變化時(shí)都能適應(yīng)，不需要投油助燃。題。和供熱力量，降低運(yùn)行本錢，在熱電聯(lián)供方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。易于實(shí)現(xiàn)垃圾燃燒處理的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。秒，具有防止二惡英產(chǎn)生的效果，可防止二次污染的發(fā)生。同

6、時(shí)由于煤中有少量的硫和金屬元素，可抑制二惡英的生成。燃燒產(chǎn)生的灰、渣可用于制造建材、鋪路，真正做到資源綜全利用。承受循環(huán)流化床技術(shù)，可以大大提高單爐的垃圾處理量，國(guó)內(nèi)研制的單循環(huán)流化床垃圾燃燒處理、余熱綜合利用和煙氣處理的流程以下圖吸取劑吸取劑供給倉吸取劑供給倉煙氣排放煙 氣凈化塔布袋除塵器引風(fēng)機(jī)煙囪反響物飛灰給料系統(tǒng)燃燒爐與燃燒系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)電力輸出灰渣補(bǔ)水系統(tǒng)主水泵冷卻水及分散水系統(tǒng)1 垃圾燃燒廠處理系統(tǒng)工藝流程國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床垃圾燃燒鍋爐簡(jiǎn)介國(guó)內(nèi)科研院校和鍋爐制造廠投入了大量的人力和物力進(jìn)展循環(huán)流化床垃圾廣應(yīng)用的價(jià)值。產(chǎn)品研制背景中國(guó)科學(xué)院工程熱物理爭(zhēng)辯所在循環(huán)流化床垃圾燃燒爐技術(shù)

7、爭(zhēng)辯領(lǐng)域取得中科院工程熱物理爭(zhēng)辯所將循環(huán)流化、無錫華光鍋爐股份結(jié)合紹興生活垃圾燃燒400500t/d 垃圾燃燒爐產(chǎn)品。垃圾燃燒鍋爐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)鍋爐額定蒸發(fā)量75t/h給水溫度5.3MPa485150鍋爐每天處理 400500 噸生活垃圾，其余燃煤。鍋爐總體布置針對(duì)生活垃圾中含有磚頭、碎石和金屬等不行燃物及燃燒過程產(chǎn)生的HCl 氣統(tǒng)和鍋爐受熱面布置等方面都承受了不同于常規(guī)燃煤循環(huán)流化床鍋爐的構(gòu)造設(shè)計(jì)，可將進(jìn)入流化床內(nèi)的大塊不行燃物順當(dāng)排出，并防止 HCl 氣體對(duì)高溫受熱面產(chǎn)生腐蝕。圖 2 為鍋爐總體布置圖。鍋爐燃燒系統(tǒng)承受循環(huán)流化床，它由爐膛、高溫旋高溫過熱器布置在外置換熱器內(nèi)。外置換熱器布置在流化

8、床燃燒室的后墻側(cè)，和流化床燃燒室設(shè)計(jì)成一體構(gòu)造置在其內(nèi)的過熱器后再從外置換熱器和流化床燃燒室分隔墻下部的連通口返回流化床燃燒室。技術(shù)特性金屬腐蝕防治對(duì)策HCl 對(duì)金屬有嚴(yán)峻的高溫腐蝕，國(guó)外和國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)型垃圾燃燒爐的蒸汽出口溫度都設(shè)計(jì)在 400以下，以避開高溫腐蝕。但系400使我國(guó)的垃圾燃燒技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先的水平。二氧化碳C2、氮?dú)?、水份2O、氧氣2及有害氣體如硫氧化物SOx、氯化氫HCl、氟化氫HF、氮氧化物NO、重金屬、二惡英HCl 的6001900 mg/m3 之間，SOx 2001000 mg/m3 范圍，對(duì)布置在 3 320480范圍，會(huì)形成氯化鐵iron chloride和硫酸鹼

9、鐵鹽(alkali-iron-sulfate)，溫度進(jìn)一步提高480800，氯化鐵和硫酸鹼鐵鹽2050時(shí)最為嚴(yán)峻。3 可以看到，金屬的腐蝕速率隨著金屬溫度的提高加快，當(dāng)金屬溫度為4050，因此，一般的垃圾燃燒鍋爐過熱400600650的煙道中，抗酸腐蝕的合金材料，但余熱鍋爐造價(jià)將大幅度提高。本設(shè)計(jì)鍋爐蒸汽壓力為5.3MPa485274.42，器的煙氣出口首先布置了對(duì)流管束蒸發(fā)受熱面，將煙氣溫度由 900降到 650 以下，再在尾部煙道內(nèi)布置過熱器。由于本鍋爐額定過熱蒸汽溫度為485，即使過熱器布置在 600650500，高溫把握在 400以下。由于進(jìn)入鍋爐的燃料主要在流化床燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的

10、HCl HCl 氣體濃度格外低，可有效防止高溫過熱器腐蝕。3 金屬的腐蝕速率與金屬外表溫度關(guān)系外置換熱器工作外置換熱器內(nèi)的床料主要為高溫分別器分別下的固體顆粒，粒徑為 0.10.35mm，臨界流化風(fēng)速小于 0.1m/s，因此，外置換熱器的運(yùn)行風(fēng)速一般都小于1m/s，遠(yuǎn)比循環(huán)流化床燃燒室運(yùn)行風(fēng)速 58m/s低。緊湊式外置換熱器由于下運(yùn)行。流態(tài)試驗(yàn)爭(zhēng)辯結(jié)果外表，當(dāng)流化床燃燒室運(yùn)行風(fēng)速為 46m/s 時(shí)，外置態(tài)，床料混合變均勻。鍋爐負(fù)荷適應(yīng)力量燃料量、風(fēng)量、一二次風(fēng)比和外置換熱器吸熱量來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整。表 1 為鍋爐在額定負(fù)荷、70負(fù)荷和 110負(fù)荷狀況下主要性能數(shù)據(jù)。計(jì)算結(jié)果說明，鍋爐(按設(shè)計(jì)燃料收

11、到基算)11煙氣溫度12空氣預(yù)熱器出口溫度一次(按設(shè)計(jì)燃料收到基算)11煙氣溫度12空氣預(yù)熱器出口溫度一次/二次風(fēng)177.29/170.49189.47/179.21194.08/182.101 鍋爐在不同負(fù)荷下主要性能數(shù)據(jù)名稱單位鍋爐負(fù) 荷B-MCR701001101高溫過熱器出口蒸汽流量t/h52.57582.52高溫過熱器出口蒸汽壓力MPa5.35.35.33高溫過熱器進(jìn)口蒸汽溫度357.48366.78370.374高溫過熱器出口蒸汽溫度485.00485.00485.005低溫過熱器進(jìn)口蒸汽溫度274.57274.54274.546低溫過熱器出口蒸汽溫度394.29400.77403

12、.617減溫水焓kcal/kg21.0224.5923.858減溫水噴量t/h0.540.900.969鍋爐數(shù)據(jù)效率%84.0083.1882.8710實(shí)際燃料消耗量t/h15.4622.3024.63爐膛出口865.38872.03879.36EHE777.93808.80834.05對(duì)流管束出口590.29622.82634.11低溫過熱器出口411.19439.59448.75低溫省煤器出口226.48247.94254.59排煙溫度157.51170.84175.29技術(shù)創(chuàng)點(diǎn)1提出了全的緊湊式外置換熱器CompactExternalHeatExchanger,CEHE而且大大提高了燃料

13、適應(yīng)性和鍋爐負(fù)荷調(diào)整性能2承受大傾斜布風(fēng)板和非均勻要求。帶緊湊式外置換熱器的型循環(huán)流化床鍋爐承受了目前用于燃煤循環(huán)流化68m/s，CEHE0.8m/s ,在這煤比例很小狀況下，也能保證過熱器蒸汽溫度。針對(duì)生活垃圾中含有磚頭、碎石和金屬等大塊不行燃物，鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)循環(huán)流口尺寸大于垃圾給料口尺寸，使得進(jìn)入燃燒爐的大塊不行燃物都能從排渣口排 推動(dòng)大塊不行燃物向排渣口方向運(yùn)動(dòng)。承受上述創(chuàng)技術(shù)，本產(chǎn)品具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：空間小，系統(tǒng)連接便利。利用外置換熱器內(nèi)固體顆粒的流淌變化引起的傳熱系數(shù)變化把握流化床溫度，無需高溫物料量把握機(jī)械閥。要求。鍋爐運(yùn)行測(cè)試結(jié)果試結(jié)論為：鍋爐蒸汽流量、壓力和溫度到達(dá)設(shè)計(jì)值。82.

14、61%。鍋爐在額定工況下，NOx 177.6mg/Nm3。0.66%。鍋爐日處理垃圾到達(dá) 500 噸。MPU試驗(yàn)室檢測(cè)，垃圾燃燒鍋爐煙氣排放各污染物測(cè)試結(jié)果為： 42.1 mg/Nm3。SOx64.6 mg/Nm3。 14.7 mg/Nm3。 93 mg/Nm3。Hg排放濃度為0.007 mg/Nm3。Cd 排放濃度為0.007 mg/Nm3。Pb 排放濃度為0.14 mg/Nm3。二惡英的排放濃度為0.01TEQng/Nm3。上述測(cè)試結(jié)果說明國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床垃圾燃燒鍋爐及其煙氣處理設(shè)備已到達(dá) 真正做到了垃圾處理減量化、無害化和資源化的要求。四技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較670 元(人民幣，下同)，日本約為 800 元，香港約為 780 元。我國(guó)政府投資興建6080元左右。國(guó)內(nèi)建有爐排爐垃圾燃燒處理廠的主要有：1985 年深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理2150t/d 2022 2022 年1000t。溫州、臺(tái)州等地建有國(guó)產(chǎn)化爐排爐垃圾燃燒處理廠。2 為循環(huán)流化床垃圾燃燒爐和爐排垃圾燃燒爐的有關(guān)經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)(僅供參考)城市紹興上海浦東珠海燃燒爐型式循環(huán)流化床爐排層燃爐排層燃垃圾燃燒爐數(shù)量臺(tái)133日處理垃圾量t/d4501000600