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ZZ市城市生活垃圾焚烧发电厂可行性研究报告

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和体积(分别减少80%和90%以上),减少填埋用地,降低污染,取得能源效益和环境效益,实现垃圾减量化、无害化和资源化。尤其在80年代中期后,焚烧发电技术研究开发工作不断得到发展,完善了余热利用系统和尾气净化系统,向“资源回收工厂”过渡。

b) 卫生填埋法作为垃圾处理的传统方法仍占较大比例,而且对垃圾的最终处置而言,填埋也是最主要的方法之一,所以这种方法在今后仍会继续存在并得以发展。过去,人们把填埋场作为中、长期容纳垃圾的一个容器,这样对填埋场的污染控制将会延续几百年。目前,人们已清楚地认识到,应从垃圾进入填埋场开始起就要对其所产生的气体、渗沥水,气味等进行控制,因而对进入的垃圾及填埋场均提出了更高要求,可适合的场地越来越少,填埋成本不断提高。欧盟国家已立法规定,1996年后禁止不经过处理的垃圾直接进入填埋场填埋。

c) 单一的堆肥法在国外一般较少使用,除投资费用较高的因素外,其主要原因是堆肥产品销路困难、销售价低、质量不易控制,还可能对土壤造成重金属污染。 6.2.2国内情况

中国是一个发展中的国家,一般城市垃圾成分归纳起来大致有如下一些特点: a) 无机类物质含量高,可燃物质含量低。因为中国目前大多数城市仍以煤作为主要燃料,垃圾中煤渣、砂土等无机物含量高;

b) 有机类物质中纸张、塑料等高热值物质少,因此垃圾热值较低; c) 有机类物质中厨余垃圾含量较高,因此可燃垃圾含水率高;

d) 由于中国目前大部分城市采用垃圾混合收集方法,所以垃圾成份复杂。进入二十一世纪以来,我国经济与城市建设高速发展,社会经济结构、人民生活水平发生了极大变化,尤其随着城市燃气化的普及,城市生活垃圾发生了质的变化。根据中国城市垃圾的特点和具体国情,国家有关部门制定的中国城市垃圾处理的技术政策为:提倡有条件的城市发展焚烧与综合利用技术,逐步实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总目标。目前,国内有许多城市都有垃圾焚烧发电厂。 6.3本项目处理方式的选择

城市垃圾处理是一个系统工程。株洲市城市生活垃圾的处理,过去一直采用分散收集,运至填埋场施行简单的卫生填埋处理,易造成二次污染,使填埋场附近的水源和大气环境恶化,故常要对填埋场附近的农作物作出赔偿,因此如何减少被填埋垃圾的体积,延长填埋场的使用寿命,成为株洲面临的迫切问题,而垃圾焚烧处理技术由于减容率可达80-90%,且灰渣性质稳定,不会造成二次污染,再加上余热发电,回收能源,因此

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成为株洲处理城市垃圾的必选之法。

株洲市城市垃圾有三大特点:

一是,其热值仍处于升高的阶段,随着居民生活燃气化率的增高,株洲市的城市垃圾已达到了焚烧发电的要求,但热值与发达国家相比,仍不高;

二是,由于株洲地区气候潮湿多雨,加之居民生活习惯的影响,垃圾的含水量较多(原始垃圾含水量一般达43-51%),厨余物质含量也较多,即使经过贮存坑析离出部分渗沥水,进炉垃圾的水份含量仍高;

三是,株洲市居民还未养成分类倒垃圾的习惯,因此,垃圾成份较为复杂,而供分拣回收利用的物质如玻璃、金属和橡胶塑料余厨等物混在一起,垃圾湿且脏,收集转运后给分拣带来诸多不便。

株洲市目前垃圾热值不太高,根据检测报告分析,城区原生垃圾低位热值约在5120kJ/kg左右,生活垃圾平均含水率在48.6%左右。从株洲乃至全国生活垃圾发展趋势来看,生活垃圾可燃成分和热值是逐年升高的,同时垃圾含水率也会有所下降,但变化率不会很显著,当垃圾焚烧厂建成时(2011年),同时考虑垃圾在厂内的储存有部分的水份析出,垃圾焚烧炉进料口的垃圾月平均低位热值预计在6340kJ/kg以上,根据服务区生活垃圾的实际情况和今后的发展,参照其他城市的设计热值,本工程运行期内的垃圾设计值暂按6000kJ/kg考虑。按亚洲及国内其它城市运行的经验,根据株洲的具体情况,推荐采用直接燃烧方式比较合理,炉型的选择亦按此进行对比。 6.4焚烧处理技术路线的技术经济比较 6.4.1焚烧处理各种炉型介绍

经过了几十年垃圾焚烧运营和发展,目前全世界用于垃圾焚烧的典型炉型大致有回转型焚烧炉、流化床焚烧炉、热解气化焚烧炉、机械炉排焚烧炉等。

a) 回转型焚烧炉

回转型焚烧炉衍生自广泛用于水泥工业耐火砖衬里旋转煅烧窑设计,垃圾由倾斜且缓慢旋转的旋转窑上方前端送入,由旋转速度控制垃圾前进速度,使垃圾在窑内往前输送过程中完成干燥、焚烧及灰烬冷却过程,而冷却后灰烬则由炉窑下方末端排出。应用于垃圾焚烧处理设计的窑,其长度与直径比为4:1-1:1。另一种不同的旋转窑流程设计是先利用倾斜阶段式炉床将垃圾干燥及初步燃烧处理后,再进入旋转窑中进行充分燃烧及灰烬冷却。

旋转窑式炉床可直接处理混合生活垃圾,整个炉床由冷却水管及有孔钢板焊接形成筒形;或由钢制园筒内部加装防火衬里组成,炉床向下方倾斜,分成干燥混合、燃烧及

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后燃烧三区段,并由前后两端特殊轮子支撑,特殊轮子则由四个滚轮支持,由链轮驱动装置转动轮子而旋转炉床,垃圾在炉床上,因旋转而获得良好的翻搅及向前输送,预热空气由底部穿过有孔钢板至窑内,使垃圾能完全燃烧。

水冷却旋转窑为典型之旋转窑式炉床,其设计特点是将冷却水以泵注入圆筒壁上之冷却水管,一方面冷却圆筒,使圆筒不需要加装耐火衬里,而另一方面吸收圆筒内垃圾燃烧产生的热能变成热水,再流入联结于圆筒垂直水管锅炉,进一步吸收燃烧烟气的热量,转变成蒸汽利用。

回转窑的特点是燃料适应性广,可焚烧不同性能的废弃物,此种炉型机械零件比较少,故障少,可以长时间连续运行。但回转窑的热效率低,如需辅助燃料时消耗较多,

图6-1 回转型焚烧炉示意图及断面图

排出气体的温度低,有恶臭,需要脱臭装置或导入高温后燃室焚烧,由于窑身较长,占地面积大,且后燃室要求较为严格,因此其成本高,价格相对较贵。

b) 流化床焚烧炉

流化床技术在70年前便已被开发,之后在20世纪60年代用来焚烧工业污泥,在70年代用来焚烧生活垃圾,80年代在日本得到一定的普及,市场占有率达10%以上,但在90年代后期,由于烟气排放标准的提高和自身的不足,在生活垃圾焚烧上的应用有限。在国内,近些年来流化床焚烧炉得到了一定程度的应用,但该炉型多用于日处理垃

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圾500t以下规模的垃圾处理项目,且存在一定争议,有待进一步完善。

流化床焚烧炉设有运动炉和炉排,炉体通常为竖向布置。炉底设置了多孔分布板, 并在炉内投入大量的石英砂作为热载体。焚烧炉开车前先通过喷油燃烧,使石英砂加热至600℃以上,并由炉底鼓入热空气(200℃以上)使之沸腾起来,再投入垃圾。垃圾进炉碰到高温的砂石被托浮在空中同砂石一同沸腾,垃圾很快被干燥,并在空气中氧化立即着火、燃烧。未燃烬的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃烬的垃圾比重开始增加,逐步下降,同一些砂石一同落到炉底,通过排渣装置排出炉体。进行水淬冷却后,有分选设备将粗渣、细砂送到厂外,留下少量的中等颗粒的渣和石英砂,通过提升机送到炉

图6-2 流化床焚烧炉示意图

内循环使用。由于垃圾在炉内处于沸腾状态,与空气有着非常理想的接触条件,所以燃烧非常完全,垃圾燃烧后排出炉体的未燃份保持在1%左右。但对垃圾有破碎预处理要求,容易发生故障。另外,国内大部分流化床均需加煤才能焚烧。

c) 热解气化焚烧炉

热解气化焚烧炉可以直接处理混合垃圾,无需先行分拣。炉体为卧式布置,炉体分成两个燃烧室,两个燃烧室相连,一燃室在下方,二燃室在上方。一燃室上方有筒形,

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下方为梯级式,砼基座上设垃圾推进器和进风管,上半部和两端电钢板焊制,内衬耐火材料。二燃室为圆筒形,钢板焊制,内衬耐火材料,一燃室烟气进入二燃室的入口处设点火器,顶部设置鼓风机。

图6-3 热解气化焚烧炉

垃圾由装料吊车抓斗送进料斗,由推料活塞经密封门进入一燃室内,由推进器缓慢推进,通过控制空气的进气量(CONTROLLED AIR OXIDATION“简称CAO”),使垃圾在一燃室内经过烘干、热分解及燃烬过程,灰渣和在一燃室内经过烘干、热分解及燃烬过程,灰渣和不能热分解的物质由自动清灰系统排出炉外。烘干、热分解及燃烬过程中产生的大量可燃气体进入二燃室。可燃气体在二燃室内燃烧,温度≥1000℃,停留时间2s。充分燃烧后的高温烟气,经过渡烟道进入水管式余热锅炉产生蒸汽。在控制空气量的条件下垃圾中的有机物能全部热分解成烃类可燃气体,可燃气体二燃室内亦得到充分燃烧。由于二燃室温度高,烟气比较干净。

但是,由于受到垃圾特性的影响,后续热解气的特性(热值,成分等)也不稳定,所以燃烧控制难,灰渣难以燃烬,且环保不易达标。此技术在加拿大和美国部分小城市得到少量应用。

另外,在欧洲和日本,热解炉多应用旋转窑,流化床等炉型,然后加上燃烧熔融炉,将灰渣完全燃烬且熔融为玻璃质灰渣。此技术得到部分应用,但是其要求垃圾热值较高,工厂建设成本较高,且运行成本约为机械炉排的两倍以上。

d) 机械炉排焚烧炉

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ZZ市城市生活垃圾焚烧发电厂可行性研究报告

和体积(分别减少80%和90%以上),减少填埋用地,降低污染,取得能源效益和环境效益,实现垃圾减量化、无害化和资源化。尤其在80年代中期后,焚烧发电技术研究开发工作不断得到发展,完善了余热利用系统和尾气净化系统,向“资源回收工厂”过渡。b)卫生填埋法作为垃圾处理的传统方法仍占较大比例,而且对垃圾的最终处置而言,填埋也是最主要的方法之一,所以这种方法在今后仍会继续存在并得以发
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