垃圾焚燒爐燃燒技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展(四)

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因此,現(xiàn)代垃圾層燃焚燒系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下要求:
    (1)撥火作用強(qiáng),以保證整個(gè)爐排面上垃圾的均勻、充分燃燒并防止結(jié)渣。影響爐排撥火作用的主要因素有:
    ① 爐排的型式;
    ② 爐排運(yùn)動(dòng)的方式和強(qiáng)度;
    ③ 爐排傾角和垃圾在爐排面上的移動(dòng)方向等;
    (2)為了保證垃圾的及時(shí)引燃、充分燃燒和燃燼,爐排應(yīng)分成干燥和引燃區(qū)、主焚燒區(qū)和灰渣燃燼區(qū)三個(gè)區(qū)域;
    (3)燃燒設(shè)備應(yīng)該具有對(duì)經(jīng)常發(fā)生的垃圾成分(水分或者熱值)突然出現(xiàn)波動(dòng)情況的適應(yīng)能力。當(dāng)垃圾成分發(fā)生波動(dòng)時(shí),焚燒爐垃圾給料量以及一次風(fēng)量及其分布和溫度均應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確地予以調(diào)節(jié);
    (4)對(duì)燃燒空氣(一次風(fēng)和二次風(fēng))進(jìn)行預(yù)熱;
    (5)具有投入某些添加劑的可能性,以降低某些有害物質(zhì)如二惡英、NOx和SOx的排放量;
    (6)將整個(gè)燃燒過程劃分為垃圾焚燒階段和煙氣中可燃有害物質(zhì)的燃燒階段,后一階段煙氣的燃燼需要足夠的空氣。在垃圾焚燒階段需限制燃燒空氣量,以避免爐膛溫度的強(qiáng)烈波動(dòng)以及產(chǎn)生過多飛灰;
    (7)保證較低的灰渣和飛灰含碳量(1~3%),燃燼良好。
    現(xiàn)代垃圾層燃焚燒爐爐排的主要型式之一是往復(fù)推飼爐排,其中應(yīng)用最廣泛的應(yīng)數(shù)單級(jí)或多級(jí)布置的順推傾斜往復(fù)爐排。垃圾由機(jī)械給料裝置自動(dòng)進(jìn)入爐膛,先后在爐排上經(jīng)過干燥和引燃區(qū)、主焚燒區(qū)以及燃燼區(qū),完成整個(gè)焚燒過程,垃圾在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間一般為1小時(shí)。借助于爐排傾角并通過爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng),垃圾在向灰斗的運(yùn)動(dòng)過程中不斷地得到翻攪,撥火作用強(qiáng)。為了適應(yīng)焚燒量、垃圾種類以及成分的變化,燃燒空氣量及其分布均可調(diào)節(jié),并可分為一次風(fēng)、二次風(fēng)或者三次風(fēng)分別配給。德國EVT公司的垃圾焚燒系統(tǒng)是采用順推傾斜往復(fù)爐排的典型例子。其特點(diǎn)在于采用一個(gè)鏈條爐排來保證垃圾的均勻和連續(xù)輸送。通過對(duì)鏈條爐排傳送速度的無級(jí)調(diào)節(jié),使得焚燒爐能夠?qū)鵁嶂档牟▌?dòng)作出靈活的反應(yīng),有利于燃燒工況的調(diào)節(jié)[6].滾動(dòng)爐排也是一種前推式爐排,一般由傾斜布置的多個(gè)滾筒組成。滾筒在液壓裝置的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使得滾筒上的垃圾在燃燒過程中形成波浪式的運(yùn)動(dòng),垃圾從而得到充分的攪拌,撥火作用強(qiáng),燃燒充分。該類焚燒爐爐膛的設(shè)計(jì)合理地結(jié)合了滾動(dòng)爐排的特性和垃圾焚燒的特點(diǎn),前面的幾個(gè)滾筒為垃圾的干燥和燃燒區(qū),能使高水分、低熱值的垃圾迅速得到干燥并及時(shí)著火。低熱值的垃圾在前拱高溫輻射的作用下,形成垃圾焚燒所必需的高溫區(qū)域,以使垃圾充分燃燒并減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生和排放。在后拱的作用下,火焰和高溫?zé)煔庵苯記_刷后面滾筒燃燼段上的垃圾,以促使垃圾的進(jìn)一步燃燼。
    逆推傾斜往復(fù)爐排的典型代表是德國馬丁公司的爐排,其與前推傾斜往復(fù)爐排的不同之處在于爐排片的運(yùn)動(dòng)方向與垃圾運(yùn)動(dòng)方向相反(圖5)。因此,采用逆推傾斜往復(fù)爐排可使來自主焚燒區(qū)域的灼熱灰渣與干燥引燃區(qū)域中的垃圾更加充分地混合,有利于垃圾的引燃。可見,這種爐排更加適用于水分高、熱值低的垃圾的焚燒?!    ?BR>    4.我國城市垃圾的特點(diǎn)和焚燒設(shè)備的發(fā)展
    隨著生產(chǎn)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的迅速崛起,我國已經(jīng)步入城市生活垃圾高產(chǎn)國的行列。據(jù)統(tǒng)計(jì),1990年中國城市垃圾的總產(chǎn)量為6900萬t,其中上海全市垃圾產(chǎn)量為270萬t(每天約7500 t),居全國首位。1995年全國城市垃圾的總產(chǎn)量已達(dá)1億t.根據(jù)對(duì)418個(gè)大、中城市的調(diào)查統(tǒng)計(jì),我國城市的垃圾產(chǎn)量以每年10%的速度遞增,預(yù)計(jì)到2010年垃圾年產(chǎn)量將達(dá)約2億t.目前全國垃圾的歷年堆存量已達(dá)60多億t,侵占土地面積多達(dá)5億m2(合75萬畝)。全國600多座城市中,有200多座已為垃圾山所包圍。上海市區(qū)1260 km2 范圍內(nèi)有50 m2 以上的垃圾堆近2000個(gè),占地面積約7900畝。垃圾的長期露天堆放對(duì)大氣環(huán)境、地下水和土壤等已經(jīng)造成了明顯的威脅和危害。因此,大力發(fā)展我國城市垃圾焚燒技術(shù)的研究和設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用勢在必行。
    城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾兩大部分,其中可燃部分包括廢棄紙張、破布、竹木、皮革、塑料和動(dòng)植物殘余物等。而不可燃部分為各類廢棄金屬、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我國城市消費(fèi)水平較低,垃圾不可燃成分比例較高,熱值遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。但是我國城市生活水平正在不斷提高,城市垃圾正向著含水率降低、可燃成分逐漸增加的趨勢發(fā)展,中等以上城市的垃圾熱值一般在2512~4605 kJ/kg,個(gè)別地區(qū)已達(dá)3349~6280 kJ/kg,已達(dá)到或接近垃圾焚燒的要求(熱值不小于3350 kJ/kg)。
    應(yīng)該引起注意的是,我國城市垃圾中不可燃成分比例大,垃圾熱值低、水分含量高,而且垃圾的成分因地域、季節(jié)、城市消費(fèi)水平以及年份的不同而變化,因此要求垃圾焚燒設(shè)備對(duì)于垃圾成分的變化(特別是水分和熱值的變化)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,可以根據(jù)垃圾成分的波動(dòng)對(duì)燃燒過程進(jìn)行及時(shí)、有效的調(diào)整,以保證垃圾的及時(shí)引燃和穩(wěn)定燃燒。自1985年深圳市從日本引進(jìn)馬丁式垃圾焚燒爐以來,我國珠海、廣州等城市也相繼采用了國外垃圾層燃焚燒系統(tǒng),上海浦東新區(qū)生活垃圾焚燒廠也將引進(jìn)法國公司提供的傾斜往復(fù)爐排焚燒爐。應(yīng)該通過引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備,積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),逐步消化國外先進(jìn)技術(shù),再結(jié)合我國的實(shí)際情況,開發(fā)和研制適合我國國情的垃圾焚燒設(shè)備。
    分析各種城市垃圾焚燒設(shè)備的特點(diǎn)可知,結(jié)合我國國情來發(fā)展傾斜往復(fù)推飼爐排焚燒爐是合理可行的。在設(shè)計(jì)中,除了要考慮受熱面?zhèn)鳠嵝释?,還應(yīng)考慮受熱面和爐墻的腐蝕和磨損、煙氣凈化以及自動(dòng)控制等問題。在爐拱和爐膛設(shè)計(jì)和燃燒空氣布置、分配方面,應(yīng)該充分考慮到我國城市垃圾熱值低、水分含量高的特點(diǎn)??紤]到我國的實(shí)際情況,在研制大型垃圾鍋爐、建設(shè)大規(guī)模垃圾焚燒廠的同時(shí),應(yīng)該鼓勵(lì)開發(fā)中、小型垃圾焚燒設(shè)備。在焚燒排放標(biāo)準(zhǔn)方面既不能照搬發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn),也不能過于寬松,應(yīng)該在參考國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,逐步制定適合我國國情的排放標(biāo)準(zhǔn)