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垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展(四)
http://www.21tx.com 2008年08月28日
因此,现代垃圾层燃焚烧系统应该满足以下要求:
  (1)拨火作用强,以保证整个炉排面上垃圾的均匀、充分燃烧并防止结渣。影响炉排拨火作用的主要因素有:
  ①炉排的型式;
  ②炉排运动的方式和强度;
  ③炉排倾角和垃圾在炉排面上的移动方向等;
  (2)为了保证垃圾的及时引燃、充分燃烧和燃烬,炉排应分成干燥和引燃区、主焚烧区和灰渣燃烬区三个区域;
  (3)燃烧设备应该具有对经常发生的垃圾成分(水分或者热值)忽然出现波动情况的适应能力。当垃圾成分发生波动时,焚烧炉垃圾给料量以及一次风量及其分布和温度均应及时准确地予以调节;
  (4)对燃烧空气(一次风和二次风)进行预热;
  (5)具有投入某些添加剂的可能性,以降低某些有害物质如二恶英、nox和sox的排放量;
  (6)将整个燃烧过程划分为垃圾焚烧阶段和烟气中可燃有害物质的燃烧阶段,后一阶段烟气的燃烬需要足够的空气。在垃圾焚烧阶段需限制燃烧空气量,以避免炉膛温度的强烈波动以及产生过多飞灰;
  (7)保证较低的灰渣和飞灰含碳量(1~3),燃烬良好。
  现代垃圾层燃焚烧炉炉排的主要型式之一是往复推饲炉排,其中应用最广泛的应数单级或多级布置的顺推倾斜往复炉排。垃圾由机械给料装置自动进入炉膛,先后在炉排上经过干燥和引燃区、主焚烧区以及燃烬区,完成整个焚烧过程,垃圾在炉膛内的停留时间一般为1小时。借助于炉排倾角并通过炉排的往复运动,垃圾在向灰斗的运动过程中不断地得到翻搅,拨火作用强。为了适应焚烧量、垃圾种类以及成分的变化,燃烧空气量及其分布均可调节,并可分为一次风、二次风或者三次风分别配给。德国evt公司的垃圾焚烧系统是采用顺推倾斜往复炉排的典型例子。其特点在于采用一个链条炉排来保证垃圾的均匀和连续输送。通过对链条炉排传送速度的无级调节,使得焚烧炉能够对垃圾热值的波动作出灵活的反应,有利于燃烧工况的调节[6].滚动炉排也是一种前推式炉排,一般由倾斜布置的多个滚筒组成。滚筒在液压装置的作用下作旋转运动,使得滚筒上的垃圾在燃烧过程中形成波浪式的运动,垃圾从而得到充分的搅拌,拨火作用强,燃烧充分。该类焚烧炉炉膛的设计合理地结合了滚动炉排的特性和垃圾焚烧的特点,前面的几个滚筒为垃圾的干燥和燃烧区,能使高水分、低热值的垃圾迅速得到干燥并及时着火。低热值的垃圾在前拱高温辐射的作用下,形成垃圾焚烧所必需的高温区域,以使垃圾充分燃烧并减少有害物质的产生和排放。在后拱的作用下,火焰和高温烟气直接冲刷后面滚筒燃烬段上的垃圾,以促使垃圾的进一步燃烬。
  逆推倾斜往复炉排的典型代表是德国马丁公司的炉排,其与前推倾斜往复炉排的不同之处在于炉排片的运动方向与垃圾运动方向相反(图5)。因此,采用逆推倾斜往复炉排可使来自主焚烧区域的灼热灰渣与干燥引燃区域中的垃圾更加充分地混合,有利于垃圾的引燃。可见,这种炉排更加适用于水分高、热值低的垃圾的焚烧。     
  4.我国城市垃圾的特点和焚烧设备的发展
  
随着生产的飞速发展和经济的迅速崛起,我国已经步入城市生活垃圾高产国的行列。据统计,1990年中国城市垃圾的总产量为6900万t,其中上海全市垃圾产量为270万t(天天约7500t),居全国首位。1995年全国城市垃圾的总产量已达1亿t.根据对418个大、中城市的调查统计,我国城市的垃圾产量以每年10的速度递增,预计到2010年垃圾年产量将达约2亿t.目前全国垃圾的历年堆存量已达60多亿t,侵占土地面积多达5亿m2(合75万亩)。全国600多座城市中,有200多座已为垃圾山所包围。上海市区1260km2范围内有50m2以上的垃圾堆近2000个,占地面积约7900亩。垃圾的长期露天堆放对大气环境、地下水和土壤等已经造成了明显的威胁和危害。因此,大力发展我国城市垃圾焚烧技术的研究和设备的开发应用势在必行。
  城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾两大部分,其中可燃部分包括废弃纸张、破布、竹木、皮革、塑料和动植物残余物等。而不可燃部分为各类废弃金属、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我国城市消费水平较低,垃圾不可燃成分比例较高,热值远低于发达国家。但是我国城市生活水平正在不断提高,城市垃圾正向着含水率降低、可燃成分逐渐增加的趋势发展,中等以上城市的垃圾热值一般在2512~4605kj/kg,个别地区已达3349~6280kj/kg,已达到或接近垃圾焚烧的要求(热值不小于3350kj/kg)。
  应该引起注重的是,我国城市垃圾中不可燃成分比例大,垃圾热值低、水分含量高,而且垃圾的成分因地域、季节、城市消费水平以及年份的不同而变化,因此要求垃圾焚烧设备对于垃圾成分的变化(非凡是水分和热值的变化)具有很强的适应性,可以根据垃圾成分的波动对燃烧过程进行及时、有效的调整,以保证垃圾的及时引燃和稳定燃烧。自1985年深圳市从日本引进马丁式垃圾焚烧炉以来,我国珠海、广州等城市也相继采用了国外垃圾层燃焚烧系统,上海浦东新区生活垃圾焚烧厂也将引进法国公司提供的倾斜往复炉排焚烧炉。应该通过引进国外先进设备,积累运行经验,逐步消化国外先进技术,再结合我国的实际情况,开发和研制适合我国国情的垃圾焚烧设备。
  分析各种城市垃圾焚烧设备的特点可知,结合我国国情来发展倾斜往复推饲炉排焚烧炉是合理可行的。在设计中,除了要考虑受热面传热效率外,还应考虑受热面和炉墙的腐蚀和磨损、烟气净化以及自动控制等问题。在炉拱和炉膛设计和燃烧空气布置、分配方面,应该充分考虑到我国城市垃圾热值低、水分含量高的特点。考虑到我国的实际情况,在研制大型垃圾锅炉、建设大规模垃圾焚烧厂的同时,应该鼓励开发中、小型垃圾焚烧设备。在焚烧排放标准方面既不能照搬发达国家的标准,也不能过于宽松,应该在参考国外有关标准的基础上,逐步制定适合我国国情的排放标准。(环境影响评价师站点编辑)

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