宏琦科普知識(shí)：垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備膠球清洗裝置的原理和技術(shù)要點(diǎn)

          要說宏琦公司生產(chǎn)的膠球清洗裝置是如何被大家發(fā)現(xiàn)關(guān)注的，這里就要說一說膠球清洗裝置使用安裝范圍*廣的行業(yè)垃圾焚燒發(fā)電廠中應(yīng)用。隨著我國城鎮(zhèn)化速度的不斷加快，城市生活垃圾的處理問題也日益凸顯。其中，伴隨著各種不同聲音的垃圾焚燒發(fā)電更為社會(huì)公眾所關(guān)注，公眾擔(dān)心垃圾焚燒發(fā)電廠來了，二惡英也來了。垃圾焚燒發(fā)電真的那么可怕嗎?科普君在這里給出解讀，分上下兩期為公眾揭開垃圾焚燒發(fā)電的神秘面紗。
          垃圾是指人類在生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)。長久以來，城市生活垃圾的處理主要是填埋和堆肥，這樣做要占用大量土地，而且會(huì)產(chǎn)生大量垃圾滲液和含毒氣體，嚴(yán)重污染土壤、地下水和空氣。
          從目前的應(yīng)用效果上來看，垃圾焚燒發(fā)電不僅可以處理城市生活垃圾，并且還能夠利用垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，分擔(dān)了城市一部分的供電壓力。因此，垃圾焚燒發(fā)電成為了城市建設(shè)過程中的重點(diǎn)項(xiàng)目。只要嚴(yán)格按照程序和要求去做，建立大型垃圾焚燒發(fā)電廠是目前處理城市垃圾的*佳手段。
1 垃圾焚燒發(fā)電的原理
          垃圾焚燒發(fā)電是指將垃圾通過焚燒爐的進(jìn)料口送入焚燒爐后使垃圾在800°C～1000°C的溫度下充分燃燒，并將焚燒過程中產(chǎn)生的大量熱量通過加熱給水至過熱蒸汽后再引至汽輪機(jī)，高溫高壓的蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)做功后將熱能轉(zhuǎn)化成電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電的過程。垃圾在焚燒爐焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣通過凈化除塵設(shè)備將煙氣凈化后通過煙囪排入大氣，焚燒后產(chǎn)生的爐渣及飛灰收集后綜合利用或者填埋。焚燒后的垃圾體積的減少量高達(dá)80%～90%，減少了70%的重量，因此采用焚燒處理垃圾可以達(dá)到減重減體積的效果。垃圾焚燒還有占地面積小、余熱發(fā)電、徹底有效地消滅細(xì)菌，可把廢渣作為建筑材料等優(yōu)點(diǎn)。
          基于以上優(yōu)點(diǎn)，大力推行垃圾焚燒發(fā)電利國利民。
          《國家環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃》介紹把生活垃圾焚燒的處理系統(tǒng)技術(shù)作為以后處理生活垃圾的首要考慮方案，規(guī)劃指出，必須采用先進(jìn)的生活垃圾的處理設(shè)備，降低污染物的排放量，提高生活垃圾的處理水平。在國家政策的大力支持下，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)正趨于成熟，將會(huì)成為我國垃圾處理的主要方式。
2 垃圾焚燒技術(shù)的主要特點(diǎn)
          項(xiàng)目用地省。同樣的垃圾處理量，垃圾焚燒廠需要的用地面積只是垃圾衛(wèi)生填埋場的1/20-1/15。
          處理速度快。垃圾在衛(wèi)生填埋場中的分解時(shí)間通常需要7到30年，而焚燒處理只要垃圾的熔點(diǎn)低于850℃，2小時(shí)左右就能處理完畢。
          減量效果好。同等量的垃圾，通過填埋約可減量30%，通過堆肥約可減量60%，而通過焚燒約可減量90%。
          污染排放低。據(jù)德國權(quán)威環(huán)境研究機(jī)構(gòu)研測，如采用同樣嚴(yán)格的歐盟污染控制標(biāo)準(zhǔn)，垃圾焚燒產(chǎn)生的污染僅為垃圾衛(wèi)生填埋的1/50左右。
          能源利用高。每噸垃圾可焚燒發(fā)電300多度，大約每5個(gè)人產(chǎn)生的生活垃圾，通過焚燒發(fā)電即可滿足1個(gè)人的日常用電需求。
          通常來說，對(duì)于人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、土地資源稀缺的大中城市，應(yīng)該優(yōu)先選擇垃圾焚燒方式。
3 生活垃圾焚燒項(xiàng)目建設(shè)概況
          隨著我國城市生活垃圾焚燒行業(yè)的逐步發(fā)展，垃圾焚燒廠的投運(yùn)數(shù)量逐年增加，已由2000年之前的2座快速增加到2015年底的224座，總焚燒規(guī)模達(dá)到20.78萬噸/日，約占無害化處理能力的40%，垃圾的處置能力得到大幅提升。
          從垃圾焚燒廠投運(yùn)分布情況來說，東南部沿海地區(qū)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度明顯領(lǐng)先于中部、西部地區(qū)，其中浙江、山東、江蘇、廣東、福建在焚燒設(shè)施數(shù)量和焚燒設(shè)施處理規(guī)模上居于全國前列，這五個(gè)省份共計(jì)已建有129座焚燒設(shè)施，占全國焚燒設(shè)施總量的57.6%，該比例遠(yuǎn)超過中部、西部地區(qū)。
4 垃圾焚燒爐分類
          垃圾焚燒發(fā)電焚燒爐主要包括機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、CAO式焚燒爐、脈沖拋式焚燒爐等。
1 機(jī)械爐排焚燒爐
          工作原理：垃圾通過進(jìn)料斗進(jìn)入傾斜向下的爐排（爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)），由于爐排之間的交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，將垃圾向下方推動(dòng)，使垃圾依次通過爐排上的各個(gè)區(qū)域，直至燃盡排除爐膛。燃燒空氣從爐排下部進(jìn)入并與垃圾混合；高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，煙氣冷卻后經(jīng)處理膠球清洗裝置排出。
          特點(diǎn)：爐排爐垃圾焚燒技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定，處理能力強(qiáng)，適于連續(xù)運(yùn)行，煙氣經(jīng)處理后排放達(dá)標(biāo)。另外其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損壞率高，維護(hù)量大。
2 流化床焚燒爐
          工作原理：爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內(nèi)加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600℃以上，并在爐底鼓入200℃以上的熱風(fēng)，使熱砂沸騰起來，再投入垃圾，垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕，繼續(xù)沸騰燃燒，燃盡的垃圾比重較大，落到爐底，經(jīng)過水冷后，用分選設(shè)備將粗渣、細(xì)渣送到廠外，少量的中等爐渣和石英砂通過提升設(shè)備送回到爐中繼續(xù)使用。
          特點(diǎn)：流化床燃燒充分，爐內(nèi)燃燒控制較好，但煙氣中灰塵量大，操作復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高，對(duì)燃料粒度均勻性要求較高，需大功率的破碎裝置，而且石英砂對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重，設(shè)備維護(hù)量大；易產(chǎn)生結(jié)焦，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行能力較低。
3 回轉(zhuǎn)式焚燒爐
          工作原理：回轉(zhuǎn)式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列，爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運(yùn)轉(zhuǎn)，使?fàn)t體內(nèi)的垃圾充分燃燒，同時(shí)向爐體傾斜的方向移動(dòng)，直至燃盡并排出爐體。
          特點(diǎn)：設(shè)備利用率高，灰渣中含碳量低，過剩空氣量低，有害氣體排放量低。但燃燒不易控制，垃圾熱值低時(shí)燃燒困難。
4 CAO焚燒爐
          工作原理：垃圾運(yùn)至儲(chǔ)存池，進(jìn)入生化處理罐，在微生物作用下脫水，使天然有機(jī)物分解成粉狀物，其他固體包括塑料橡膠一類的合成有機(jī)物和垃圾中的無機(jī)物則不能分解粉化。經(jīng)篩選，未能粉化的廢棄物先進(jìn)入第一燃燒室，產(chǎn)生的氣體再進(jìn)入第二燃燒室，不可燃和不可熱解的成分呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。高溫?zé)煔饧訜徨仩t產(chǎn)生蒸汽，煙氣經(jīng)處理后由煙囪排至大氣層，金屬玻璃在第一燃燒室內(nèi)不會(huì)氧化或融化，可在灰渣中分選回收。
          特點(diǎn)：可回收垃圾中的有用物質(zhì)，單臺(tái)焚燒爐的處理量小、處理時(shí)間長，煙氣中二惡英的含量高，環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。
5 脈沖拋式焚燒爐
          工作原理：垃圾經(jīng)自動(dòng)給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥，然后送入第一級(jí)爐排，在爐排上經(jīng)高溫?fù)]發(fā)、裂解，爐排在脈沖空氣動(dòng)力裝置的推動(dòng)下拋動(dòng)，將垃圾逐級(jí)拋入下一級(jí)爐排，此時(shí)高分子物質(zhì)進(jìn)行裂解、其它物質(zhì)進(jìn)行燃燒，直至*后燃盡后進(jìn)入灰渣池，由自動(dòng)除渣裝置排出。
          助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒，同時(shí)使垃圾懸浮在空中。揮發(fā)和裂解出來的物質(zhì)進(jìn)入第二級(jí)燃燒室，進(jìn)行進(jìn)一步的裂解和燃燒，未燃盡的煙氣進(jìn)入第三級(jí)燃燒室進(jìn)行完全燃燒；高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐受熱面加熱蒸汽，同時(shí)煙氣經(jīng)冷卻后排出。
          其優(yōu)點(diǎn)是：處理垃圾范圍廣泛，燃燒熱效率高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，維護(hù)工作量也較少，可靠性高，排放物控制水平高。
          煙氣凈化工作處于垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放之后，是對(duì)煙氣污染進(jìn)行有效控制和科學(xué)治理的關(guān)鍵措施。在當(dāng)前我國垃圾發(fā)電廠的煙氣凈化工作方面，*常用的是“SNCR脫硝+半干法脫酸+干石灰噴射+活性炭吸附+袋式除塵器”的組合工藝，通過這一系列工序的連續(xù)處理來實(shí)現(xiàn)對(duì)焚燒排放煙氣的有效處理。
5 煙氣凈化與處理工藝
          在垃圾焚燒過程產(chǎn)生的煙氣中，含有大量的污染物，這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境都有不同程度的影響。因此，焚燒煙氣在排入大氣之前，必須進(jìn)行凈化處理，使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。垃圾焚燒產(chǎn)生的污染物主要有顆粒物、HCl、HF、SO2、SO3、NOx、二惡英及重金屬等。
（1）顆粒物凈化技術(shù)
          垃圾焚燒廠的顆粒物控制可以分為靜電分離過濾、離心沉降及濕法洗滌等幾種形式。常用的凈化設(shè)備有靜電除塵器、袋式除塵器和文丘里洗滌器等。靜電除塵器和袋式除塵器廣泛應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家垃圾焚燒廠對(duì)煙氣中顆粒物的凈化。靜電除塵器可以使顆粒物的濃度控制在45mg/Nm3以下，而袋式除塵器的凈化效果優(yōu)于靜電除塵器。
（2）酸性氣體污染物凈化技術(shù)
          HCI、HF、SOx的去除機(jī)理是酸堿中和反應(yīng)。堿性吸收劑（如NaOH、Ca(OH)2）以液態(tài)（濕法）、液/固態(tài)（半干法）或固態(tài)（干法）的形式與HCl、HF、SOx污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
（3）氮氧化物凈化技術(shù)
          NO的凈化是*困難且費(fèi)用*昂貴的技術(shù)。垃圾焚燒煙氣中的NOx以NO為主，利用常規(guī)的化學(xué)吸收法很難達(dá)到有效去除。常用凈化方法有選擇性非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）、氧化吸收法、吸收還原法等。其中SNCR法在垃圾焚燒煙氣凈化中應(yīng)用*多。
（4）有機(jī)污染物的凈化
          降低垃圾焚燒廠煙氣中的多氯二苯二惡英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）濃度的主要方法是控制PCDDs、PCDFs的生成。其控制措施主要包括：選用合適的爐膛和爐排結(jié)構(gòu)，使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒；控制爐膛及二次燃燒室內(nèi)煙氣溫度不低于850℃，煙氣在爐膛及二次燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間不少于2s；縮短煙氣在處理和排放過程中處于300～500℃溫度的時(shí)間，控制余熱鍋爐的排煙溫度不超過250℃；選用新型袋工除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度低于200℃。
（5）重金屬的凈化
          重金屬的凈化主要在高效的顆粒物捕集和低溫控制2個(gè)方面。
6 滲濾液處理工藝
          垃圾滲濾液膠球清洗裝置主要產(chǎn)生于垃圾貯坑，是垃圾在貯坑中發(fā)酵腐爛后水分排出造成的，垃圾滲濾液生成量主要受進(jìn)廠垃圾的成分、水分和貯存天數(shù)的影響。垃圾滲濾液具有強(qiáng)臭味，有機(jī)污染物濃度高，氨氮含水量高。
（1）混凝沉淀+生物處理法
          先通過混凝沉淀去除滲濾液中重金屬等微生物有害的物質(zhì)，再與其他滲濾液一道進(jìn)行生物處理，使生物處理效果更好。此流程針對(duì)灰冷卻水和洗煙廢水等排放水體時(shí)采用。
（2）分段混凝沉淀法
          重金屬用堿性混凝沉淀時(shí)，過去采用幾段進(jìn)行混凝處理，現(xiàn)在一般采用選擇一種條件能同時(shí)去除多種金屬離子，可以提高運(yùn)行效率。此工藝用于灰冷水和洗煙廢水等排入下水道前的預(yù)處理。
（3）膜處理+生物處理法
          通過膜處理去除懸浮物和大分子難生物降解的有機(jī)物，降低后一級(jí)生物處理難降解成分，合排放水質(zhì)達(dá)標(biāo)。該工藝可應(yīng)用于排放要求較高的垃圾滲濾液處理。
（4）活性污泥法+接觸氧化法
          該工藝用于廢水排放要求較嚴(yán)的地區(qū)。
（5）生物處理法+活性碳或混凝沉淀
          該工藝用于廢水必須再利用的深度處理。在生物處理段，生物將可以分解的有機(jī)物處理，后段通過活性碳或?yàn)V料去除殘余的污染物。
7 滲濾液處理工藝
（1）格柵
          格柵由一組（或多組）平行的金屬或其他材料的柵條制成的框架，傾斜設(shè)置在廢水流經(jīng)的渠道上，或設(shè)置在集水池的進(jìn)口處，用以截阻水粗大懸浮物和漂浮物，保護(hù)處理構(gòu)筑物。格柵分為細(xì)格柵（間距3～10mm）、中格柵（間距10～25mm）、粗格柵（間距50～100mm），另分為固定格柵和活動(dòng)格柵。
（2）調(diào)節(jié)池
          為了減少不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)水量和水質(zhì)變化對(duì)污水水處理工藝過程的影響，在污水處理系統(tǒng)前設(shè)置調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的設(shè)置主要與一天內(nèi)各種污水的產(chǎn)生量及分布時(shí)間有關(guān)，其與污水處理積累量的*大差距，可以作為調(diào)節(jié)池有效容積的*小值。
（3）沉淀池
          利用重力作用去除垃圾滲濾液中的懸浮物，可分為平流式、豎流式及輻流式三種，每種沉淀池可分為流入、流出、沉淀、污泥和緩沖層等五部分。
8 垃圾焚燒發(fā)電前景廣闊
          利用生活垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱發(fā)電，可減少化石能源發(fā)電的二氧化碳排放量。據(jù)估算，國內(nèi)爐排爐生活垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電量約為305～420度/噸，扣除垃圾焚燒發(fā)電過程中自身能源消耗，上網(wǎng)電量約250～350度/噸；根據(jù)我國的電力結(jié)構(gòu)，70%以上是煤發(fā)電，垃圾焚燒發(fā)電替代燃煤發(fā)電，焚燒1噸生活垃圾相當(dāng)于減排二氧化碳量208～283kg。此外，我國生活垃圾焚燒發(fā)電對(duì)二氧化碳減排更大的貢獻(xiàn)是替代填埋，焚燒1噸生活垃圾相當(dāng)于減排二氧化碳量300kg。
          2010年以來，我國才開始大規(guī)模的建設(shè)垃圾焚燒廠，累積了經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一大批技術(shù)人才。同時(shí)，垃圾焚燒也引起了社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注，很多人擔(dān)心垃圾焚燒的安全問題，并在很長的一段時(shí)間內(nèi)，在社會(huì)上引起了廣泛的關(guān)注，*后大家發(fā)現(xiàn)焚燒技術(shù)本身是成熟的。比如，在北上廣這些一線城市，已經(jīng)建設(shè)成功很多水平很高的焚燒廠。
          現(xiàn)在已經(jīng)有適宜的標(biāo)準(zhǔn)、適宜的技術(shù)與裝備建設(shè)*適宜的垃圾焚燒廠，同時(shí)考慮規(guī)模的合理性、工程技術(shù)的適宜性、處理設(shè)施的可靠性、連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。*近有關(guān)部門正在編相應(yīng)的法則以此來指導(dǎo)垃圾焚燒廠的建設(shè)。其中，清潔焚燒是未來發(fā)展的主流。大中型城市有效利用垃圾處理產(chǎn)生的能源，進(jìn)行綜合利用，發(fā)展城市垃圾發(fā)電與供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)膠球清洗裝置也將成為行業(yè)主要趨勢。
          垃圾焚燒廠作為人類各種科技綜合的產(chǎn)物，隨著人類社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也在不斷地發(fā)展和完善。我們給垃圾焚燒廠的定位應(yīng)該是：它是一種常規(guī)的消除垃圾污染，保障環(huán)境清潔的城市基礎(chǔ)設(shè)施。有了這樣的定位，人們就能更加理性地認(rèn)識(shí)它。