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工艺烟气治理之垃圾焚烧篇

北极星环保网来源:攻城师小站 姜丰勇2019/9/18 9:36:30我要投稿

北极星环保网讯:垃圾焚烧是一种对城市生活垃圾进行高温热化学处理的技术,将生活垃圾作为固态燃料送入炉膛内燃烧,在800-1000℃的高温条件下,可燃组分与空气中的氧发生剧烈的化学反应,释放出热量并转化为高温的燃烧气体和少量的性质稳定的固体残渣。当生活垃圾有足够的热值时,生活垃圾能靠自身的能量维持自燃,而不用提供辅助燃料。

城市生活垃圾焚烧烟气主要成分为CO2、N2、O2、水蒸气及部分有害物质如HCL、HF、SO2、NOX、CO、重金属(Pb、Hg)和二噁英,因此,垃圾焚烧烟气需要净化处理后才能向大气中排放。

一、焚烧工艺

垃圾经分拣压缩处理后,投入焚烧炉中燃烧,高温烟气经余热锅炉冷却,并回收余热用于供热和发电,残渣及炉灰从炉底排出。生活垃圾含水率比较高,而热值比较低。通常,当低位热值>5000KJ/Kg时,燃烧效果较好;而当低位热值小于3350KJ/Kg时,需采取掺煤或烧油等助燃措施。

生活垃圾焚烧工艺较多,最常用的有炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。

(1)炉排焚烧

机械炉排式焚烧炉采用层燃技术,以机械式的炉排块构成炉床,将垃圾进行直接燃烧,炉排间的相对运动和垃圾本身的重力使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进,整个燃烧过程在一个炉膛进行。垃圾首先进入干燥段,为了保证垃圾能够快速烘干、脱水,采用加热后空气从炉排底部对垃圾进行烘干,同时炉内燃烧垃圾也能对干燥段垃圾进行烘烤;当垃圾进入燃烧段后,垃圾在900℃左右进行高温燃烧,可使其中的可燃成分和有害成分被彻底分解,同时炉底进入空气对炉排进行冷却,从而防止高温对炉排的损害;当垃圾进入燃烬段后,垃圾处于降温过程并彻底燃尽,完全变成灰渣,垃圾燃烧整个流程完成。

(2)流化床焚烧

流化床焚烧炉是在炉内铺设一定厚度,一定粒度范围的石英砂,通过底部布风板鼓入一定压力的空气,将砂粒吹起类似水的沸腾状态。流化床内气固混合强烈,传热传质速率高,单位面积处理能力大,具有极好的着火条件。

垃圾入炉后即和炽热的石英砂迅速处于完全混合状态,垃圾受到充分加热、干燥,有利于完全燃烧,床内燃烧温度控制在800-900℃。流化床炉采用石英砂作为热载体,蓄热量大,燃烧稳定性较好,燃烧反应温度均匀,很少局部过热。流化床焚烧炉能处理生活垃圾、工业废物和污泥等广泛的废物种类。

二、垃圾焚烧烟气特点

1)污染物危害大,治理要求高。烟气中污染物包括颗粒物(粉尘、飞灰)、酸性气体(HCL、HF、SOX、NOX等)、有机氯化物(二噁英、呋喃)、重金属(Hg、Cd、Pb等),其中,二噁英是剧毒致癌物质,重金属元素直接危害人体健康。

2)烟气湿度高,露点温度高。生活垃圾自身含水分较高并且多变,使焚烧烟气的含湿量较高,一般为25-35%,最高可达50-60%。同时由于烟气中含有酸性气体,导致烟气露点温度高达130-140℃,设计必须充分考虑防结露、耐腐蚀措施。

3)烟气温度变化大,对温度控制要求高。余热锅炉出口烟气温度为200℃左右,但瞬时温度可超过300℃,瞬时低温可能低于150℃,须采取调温、控温措施,此外,由于250-600℃为二噁英再聚合的适宜温度段,在选择冷却方式时应予规避。

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三、烟气净化技术

1)除尘

垃圾焚烧炉烟气中所含烟尘,平均粒径为20-30um,堆积密度为0.3-0.5g/cm3,原始含尘浓度为1.5-15g/m3(标态),掺加有害气体处理剂后可达到15-25 g/m3。烟气含湿量一般为30%左右,最高可达60%左右。目前,GB/T18485明确规定,垃圾焚烧炉除尘必须采用袋式除尘器。

袋式除尘器不仅是颗粒物除尘器,还是有害气体净化反应床,除尘器必须具有良好的清灰再生性能,同时选用耐温、耐腐、耐水解滤料。

延伸阅读:

干货|垃圾焚烧发电脱酸方式

垃圾焚烧烟气脱硝工艺选择及案例分析

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