四方仪器|垃圾焚烧发电运营管理知识汇总及超低烟气分析仪的应用

　　一、垃圾焚烧发电工艺流程

　　垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。垃圾由运输车运至焚烧厂，经地磅称重后，开至卸料门，卸到垃圾坑。垃圾吊车将垃圾送入给料斗，并送入炉内，在焚烧炉内燃烧。燃烧的火焰及垃圾焚烧产生的高温烟气，经循环锅炉，产生高温蒸汽，为汽轮机发电机组提供汽源。

　　二、垃圾焚烧炉

　　垃圾焚烧发电焚烧炉主要包括机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO式焚烧炉、脉冲抛式焚烧炉等。

　　1、机械炉排焚烧炉

　　工作原理：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域，直至燃尽排除炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，烟气冷却后经处理装置排出。

　　特点：炉排炉垃圾焚烧技术运行稳定，处理能力强，适于连续运行，烟气经处理后排放达标。另外其机械结构复杂，损坏率高，维护量大。

　　2、流化床焚烧炉

　　工作原理：炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

　　特点：流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。易产生结焦，系统连续运行能力较低。

　　3、回转式焚烧炉

　　工作原理：回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。

　　特点：设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。

　　4．CAO焚烧炉

　　工作原理：垃圾运至储存池，进入生化处理罐，在微生物作用下脱水，使天然有机物分解成粉状物，其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选，未能粉化的废弃物先进入**燃烧室，产生的气体再进入第二燃烧室，不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在**燃烧室中排出。高温烟气加热锅炉产生蒸汽，烟气经处理后由烟囱排至大气，金属玻璃在**燃烧室内不会氧化或融化，可在灰渣中分选回收。

　　特点：可回收垃圾中的有用物质，单台焚烧炉的处理量小、处理时间长，烟气中二噁英的含量高，环保难以达标。

　　5、脉冲抛式焚烧炉

　　工作原理：垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥，然后送入**级炉排，在炉排上经高温挥发、裂解，炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动，将垃圾逐级抛入下一级炉排，此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧，直至Z后燃尽后进入灰渣池，由自动除渣装置排出。

　　助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧，同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室，进行进一步的裂解和燃烧，未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧；高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽，同时烟气经冷却后排出。

　　其优点是：处理垃圾范围广泛，燃烧热效率高，运行维护费用低，维护工作量也较少，可靠性高，排放物控制水平高。

　　三、垃圾焚烧炉燃烧条件

　　1、燃料燃烧应具备的条件

　　燃料中可燃物与空气中的氧发生强烈的化学反应，这种现象称为燃烧。燃料的燃烧必须具备下述几个条件：

　　1）燃料中含有碳、氢、硫等可燃物质，必须供给足够的空气量使它们化学反应，才能达到完全燃烧。

　　2）需要有一定着火温度。燃料进入炉膛必须加热到着火点，才能与氧气发生强烈反应，温度越高，燃烧过程越短。

　　3）空气与燃料应有良好的混合。燃料与空气接触面积越大，燃烧则越好。

　　4）具有足够燃烧时间，才能使燃料达到完全燃烧目的。

　　2、燃料在燃烧过程中的阶段

　　自燃料进入炉膛开始，至燃料烧尽为止，其中分为三个阶段：

　　1）燃料预热阶段。（包括可燃气体析出）

　　2）燃料着火和燃烧阶段。

　　3）燃料气化结束，固体剩余物燃尽阶段。

　　3、如何判断焚烧炉燃烧效果？

　　可以通过以下三种方法来判断焚烧炉垃圾燃烧效果：

　　1）观察啊火焰末段烟气黑度，黑度越浓，效果越差；

　　2）垃圾在炉内高温及过量空气充分燃烧后，灰渣越少越好，灰渣的颜色越黄越好，否则反之；

　　3）垃圾焚烧后，烟气中不应有CO产生，如果产生CO，说明垃圾燃烧过程中，空气量不足，使燃烧不完全，其焚烧效果就越差。

　　4、空气系数定义及与燃烧的关系

　　实际空气量与理论空气量之比，成为过剩空气系数，一般过剩空气系数在1.2左右。过剩空气系数大小与燃料品质、燃烧方式和燃烧设备的运行情况有密切关系。为满足燃烧需要，对于不同的燃烧室和不同的燃料采用不同的过量空气系数值。

　　过剩空气系数值过大或过小对燃烧都不利，风量过小使锅炉产生不完全燃烧，产生CO和碳粒，使锅炉效率降低；风量过大，不但使炉膛温度降低，着火延迟，风机电耗和排烟损失增加。

　　5、锅炉增加风量汽温会升高的原因

　　1）要使燃料很好燃烧，必须要有足够的空气量与燃料很好的混合，产生很高热量的烟气。增大风量就是增大烟气量。使过热器区域烟气流速增大而引起汽温升高。

　　2）风量增大，带走燃烧室大量的热量，使燃烧室温度降低，使对流蒸发管受热减弱，但在对流过热器放热加剧，而使过热蒸汽温度升高。

　　6、垃圾含水量过大，对炉膛燃烧的影响

　　垃圾含水量过大，使干燥时间延长，炉膛温度降低，垃圾着火燃烧困难，遇到这种状况，必须增加辅助燃料，投入燃油燃烧器，以提高炉膛温度，改善着火燃烧条件，使锅炉正常运行。

　　7、焚烧炉的燃烧调整方法

　　1）尽量保持焚烧锅炉的经济负荷运行。一般经济负荷区域为额定蒸发量的90%~1**%，尽可能保持在额定负荷下运行。

　　2）合理调整一次风各区域的进风量，以满足垃圾完全燃烧足够的空气量。

　　3）锅炉燃烧调整依据是锅炉出口的烟气中的含氧量，垃圾燃料的燃烧属过氧燃烧，才能满足环保要求，本厂锅炉运行设计氧量值为>6%，所以推料器在自动情况下，如果锅炉出口烟中含氧量低于6%，会停止推料来确保合理的燃烧氧量。

　　四、烟气净化与处理工艺

　　在垃圾焚烧过程产生的烟气中，含有大量的污染物，这些物质对环境都有不同程度的影响。因此，焚烧烟气在排入大气之前，必须进行净化处理，使之达到排放标准。垃圾焚烧产生的污染物主要有颗粒物、HCI、HF、SO2、SO3、NOx、二噁英及重金属等。

　　1、颗粒物净化技术

　　垃圾焚烧厂的颗粒物控制可以分为静电分离过滤、离心沉降及湿法洗涤等几种形式。常用的净化设备有静电除尘器、袋式除尘器和文丘里洗涤器等。静电除尘器和袋式除尘器广泛应用于发达国家垃圾焚烧厂对烟气中颗粒物的净化。静电除尘器可以使颗粒物的浓度控制在45mg/Nm3一下，而袋式除尘器的净化效果优于静电除尘器。

　　2、酸性气体污染物净化技术

　　HCI、HF、SOx的去除机理是酸碱中和反应。碱性吸收剂（如NaOH、CA(OH)2）以液态（湿法）、液/固态（半干法）或固态（干法）的形式与HCI、HF、SOx污染物发生化学反应。

　　3、氮氧化物的净化技术

　　NO的净化是Z困难且费用Z昂贵的技术。垃圾焚烧烟气中的NOx以NO为主，利用常规的化学吸收法很难达到有效去除。常用净化方法有选择性非催化还原法（SNCR）、选择性催化还原法（SCR）、氧化吸收法、吸收还原法等。其中SNCR法在垃圾焚烧烟气净化中应用Z多。

　　4、有机污染物的净化

　　降低垃圾焚烧厂烟气中的多氯二苯二噁英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）浓度的主要方法是控制PCDDs、PCDFs的生成。其控制措施主要包括：

　　1）选用合适的炉膛和炉排结构，是垃圾在焚烧炉得以充分燃烧；

　　2）控制炉膛及二次燃烧室内烟气温度不低于850℃，烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不少于2S；

　　3）缩短烟气在处理和排放过程中处于300~500℃温度的时间，控制余热锅炉的排烟温度不超过250℃；

　　4）选用新型袋工除尘器，控制除尘器入口处的烟气温度低于200℃。

　　5、重金属的净化

　　重金属的净化主要在GX的颗粒物捕集和低温控制两个方面。

　　五、渗滤液处理

　　垃圾渗滤液主要产生于垃圾贮坑，是垃圾在贮坑中发酵腐烂后水分排出造成的，垃圾渗滤液生成量主要受进厂垃圾的成分、水分和贮存天数的影响。垃圾渗滤液具有强臭味，有机污染物浓度高，氨氮含水量高。

　　1、渗滤液处理工艺

　　1）混凝沉淀+生物处理法

　　先通过混凝沉淀去除渗滤液中重金属等微生物有害的物质，再与其他渗滤液一道进行生物处理，使生物处理效果更好。此流程针对灰冷却水和洗烟废水等排放水体时采用。

　　2）分段混凝沉淀法

　　重金属用碱性混凝沉淀时，过去采用几段进行混凝处理，现在一般采用选择一种条件能同时去除多种金属离子，可以提高运行效率。此工艺用于灰冷水和洗烟废水等排入下水道前的预处理。

　　3）膜处理+生物处理法

　　通过膜处理去除悬浮物和大分子难生物降解的有机物，降低后一级生物处理难降解成分，合排放水质达标。该工艺可应用于排放要求较高的垃圾渗滤液处理。

　　4）活性污泥法+接触氧化法

　　该工艺用于废水排放要求较严的地区。

　　5）生物处理法+活性碳处理法或生物处理法+混凝沉淀+过滤

　　该工艺用于废水必须再利用的深度处理。在生物处理段，生物将可以分解的有机物处理，后段通过活性碳或滤料去除残余的污染物。

　　2、渗滤液处理设施

　　1）格栅

　　格栅由一组（或多组）平行的金属或其他材料的栅条制成的框架，倾斜设置在废水流经的渠道上，或设置在集水池的进口处，用以截阻水粗大悬浮物和漂浮物，保护处理构筑物。格栅分为细格栅（间距3-10mm）、中格栅（间距10-25mm）、粗格栅（间距50-100mm），另分为固定格栅和活动格栅。

　　2）调节池

　　为了减少不同生产环节水量和水质变化对污水水处理工艺过程的影响，在污水处理系统前设置调节池，调节池的设置主要与一天内各种污水的产生量及分布时间有关，其与污水处理积累量的Zda差距，可以作为调节池有效容积的Z小值。

　　3）沉淀池

　　利用重力作用去除垃圾渗滤液中的悬浮物，可分为平流式、竖流式及辐流式三种，每种沉淀池可分为流入、流出、沉淀、污泥和缓冲层等五部分。

　　六、结语

　　垃圾焚烧发电是一种规范、科学的处理方法，目前技术较为成熟并得到广泛应用，与普通的掩埋、堆肥和焚烧处理相比，具有占地小、场地容易选择、减量化显著及可回收垃圾焚烧余热等优点，同时还在一定程度上缓解城市的供电压力和减少对煤炭资源的需求量。以上对垃圾焚烧发电工艺流程设施及运营管理中可能遇到的问题作出简要介绍与分析，希望能为垃圾焚烧厂的运营管理提供参考！

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