【分析】城市生活垃圾焚烧处理工艺选择的经济性评价-第2页-北极星固废网

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2垃圾焚烧模块目前主流焚烧技术有流化床焚烧技术、机械炉排焚烧技术、气化熔融焚烧技术、等离子体气化焚烧技术。

流化床焚烧技术是从炉膛底部布风板鼓入高压空气，使炉床上铺设的石英砂粒处于沸腾状态，垃圾入炉后即与炽热的石英砂迅速处于完全混合状态，气固强烈混合，垃圾被充分加热、干燥，进而完全燃烧，但入炉垃圾需进行破碎处理，且大量掺入的石英砂会加剧炉体的蚀损、后续需处理的烟尘量大为炉排炉的3-4倍。

机械炉排炉的基本原理是靠炉排的运动使垃圾不断翻动、搅拌并向前或逆向推行。其只需简单预处理入炉垃圾，运行过程中炉内燃烧工况较为稳定，飞灰量及炉渣热灼减率均较低。

气化熔融技术是指将生活垃圾中的有机成分气化和无机成分熔融相结合，在充分燃烧垃圾中可燃成分的同时，熔融焚烧后的无机灰渣，并回收灰渣中的有价金属、熔融渣可资源化利用的新型处理技术，该技术可更高效地将生活垃圾资源、能源化，同时实现二恶英、呋喃类、重金属等剧毒二次污染物接近零排放。

等离子体气化焚烧技术通过高温电弧可达5500℃将垃圾中有机成分分解为CO、H2等可燃成分;并将无机物完全熔化即冷后形成玻璃体。相对普通焚烧炉而言，等离子焚烧技术所需要的气体体积仅为炉排炉的20%左右，因此其尾气处理系统能极大地简化。

参考国内相关MSW焚烧处理工程，设定MSW焚烧处理工程的基础投资和运行费用组成见表2。垃圾焚烧过程中能耗主要由鼓风机产生，某厂采用炉排炉焚烧系统，在垃圾热值为6000kJ/kg时，过量空气系数为1.73,所产烟气量为93800m3/h,通过风机选型可得出电机功率为162kW。而流化床需要高压风机使物料流态化，其动力消耗是炉排炉的1.1-1.5倍;气化熔融焚烧所需空气过量系数为1.2-1.4;等离子体焚烧炉处理每吨垃圾功耗为100-150kW。据此可分别求得气化熔融和等离子体气化焚烧系统的能耗。

3热能利用模块生活垃圾焚烧过程会释放大量热能，在热能的利用过程中，有直接供热、余热发电和热电联产3种模式。直接热能利用方式热效率利用最高，可达70%,但面临热输运过程耗散较大，且热需求受季节变化影响等问题;而利用余热发电的模式，虽可显著提升能效品质，但相较燃煤发电而言，垃圾发电效率一般低于25%;热电联产方式通过合理的调节热能利用过程，可获得较高的热能利用效率发电效率为5%—15%,供热效率为30%—40%),综合利用效率可达50%。采用余热发电模式时，其能耗主要由给水泵和冷却塔能耗组成，参考相关资料，可得出发电机组需配备水泵功率为219kW;冷却塔配用风机功率为140kW。

4烟气处理模块目前，常用的烟气处理工艺主要由脱酸装置、二恶英处理装置和除尘装置组成。其中脱酸有湿法、半干法和干法3种工艺，三者处理后的污染物剩余率分别为5%、15%、25%。湿法净化工艺可以满足严格的排放标准，但流程复杂，系统投资费用约为半干法工艺的1.75倍，且存在后续的废水处理问题;半干法工艺较成熟、设备简单，也可以达到较高的净化效率;干法工艺系统最简单，设备投资仅为半干法工艺的50%,且不存在污水处理等优势，但其对污染物的净化效率在三者中最低。针对二恶英的处置除了应用广泛的活性炭喷射处理技术外，还有烟气催化分解技术。两者比较见表3。可以看出，活性炭喷射方案一次投资设备成本占比显著低于催化分解方案，但其运行成本较高，且需加强企业的监管措施，以防止其在运行过程中，偷减活性炭用量或者以次充好来节省成本;而采用烟气分解催化技术可减少监管成本，且无需对飞灰进行二次去毒性处理。此外，国标规定垃圾焚烧中必须采用布袋除尘设备进行烟气除尘作业。

对于脱酸系统，其能耗主要来自旋转雾化器及大块破碎机，参考相关资料，旋转雾化器的石灰浆喷射量在1-5m3/h时，其功耗为74kW/h;大块破碎机破碎能耗为22kW/h。而活性炭喷射装置能耗主要由风机产生，若采用罗茨风机额定进气流量为168m3/h,电机额定功率为5.5kW。对于布袋除尘器运行过程能耗，装置所含各电机功耗为61.1kW。此外，烟气的处理过程一般通过电气化的自动控制完成，控制过程能耗一般由控制电机、低压断路器等设备能耗以及灰输送系统、照明和检修系统能耗组成。单套系统装置总耗电量平均为100kW/h。而作为关键设备之一的引风机，以上海江桥生活垃圾焚烧厂为例，该工程采用单台日处理能力为500t的炉排炉，配置引风机额定出力为117000m3/h,单台额定功率为239kW。

5飞灰处理模块生活垃圾焚烧处理后产生的飞灰大约占垃圾质量的5%。现行飞灰无害化处理技术有飞灰固化处理技术、飞灰熔融处理技术、飞灰浸出处理技术等。飞灰固化处理技术指将飞灰掺入水泥(或沥青)制成混凝土块(或沥青块)，若掺混比例适当，可有效固化飞灰中重金属物质，实现飞灰的连续批量处理，飞灰固化处理费用较低，但将显著增加固废的密度，且在长期的堆放中仍将有较高的重金属浸出率。飞灰熔融处理是指利用燃料或电将飞灰加热至1400℃,使其中二恶英熔融分解，在添加剂的作用下将飞灰熔制成性能稳定的玻璃晶体，能实现飞灰的减容减量且处理后基本无重金属浸出，但处理能耗高。飞灰浸出处理技术指通过酸碱提取、生物浸取等方法将飞灰中有毒重金属提取出来，从而达到飞灰的无害化处理，其处理后重金属的再浸出较低，但处理费用较高且难以实现飞灰的批量连续处理。灰渣处理系统能耗由金属回收装置和灰渣无害化处理装置能耗组成。参考相关资料，金属回收系统功耗为11kW;当采用流化床和炉排炉焚烧技术时，固化无害化处理装置功耗为87.2 kW,若采用熔融技术处理飞灰等危险物，所耗能量为入炉垃圾热值的1.9%。

原标题：城市生活垃圾焚烧处理工艺选择的经济性评价

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