城市生活垃圾焚燒發(fā)電的核心設(shè)備是垃圾焚燒爐,垃圾焚燒發(fā)電處理了城市生活垃圾,焚燒產(chǎn)生的電能除13℅自用外,其余可并入電網(wǎng)為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益,減輕政府負擔。發(fā)展城市垃圾熱電站與城市人口數(shù)量亦有一定的關(guān)系,因為電站的主產(chǎn)是連續(xù)性的,需要有厄夠數(shù)量的垃圾才能保證連續(xù)運行。同時,還要考慮垃圾數(shù)量與質(zhì)量會隨季節(jié)的不同而有變化。按城市人口平均每人每天產(chǎn)主垃圾量約為1kg(發(fā)達國家稍多)計算,城市人口太于100萬以上·則每日產(chǎn)主城市垃圾在1000噸以上,就可以保證穩(wěn)定發(fā)電。一般認為,當垃圾的發(fā)熱值大于3349kJ/kg時,就可以由自然方式直接燃燒。燃用煤氣地區(qū)的城市垃圾中有機物的含量相當高,一般超過50%,高的達80%以上。大量的有機垃圾是極寶貴的資源,它既可提煉有用的物質(zhì),亦是垃圾中主要的可燃成分。
城市生活垃圾的焚燒發(fā)電是利用焚燒爐對生活垃圾中可燃物質(zhì)進行焚燒處理,通過高溫焚燒后消除垃圾中大量的有害物質(zhì),達到無害化、減量化的目的,同時利用回收到的熱能進行供熱、供電,達到資源化。
垃圾鍋爐是垃圾熱電站臺的主要設(shè)備,亦是發(fā)展垃圾熱電站的關(guān)鍵所在。由于垃圾燃料是具有一定腐蝕性、水分大、熱值不穩(wěn)定的垃圾,因而垃圾鍋爐及其燃燒設(shè)備在設(shè)計上有其一定的特殊性。由于垃圾發(fā)熱值低,且水份含量較高,因此,性能優(yōu)良的燃燒設(shè)備是垃圾鍋爐的關(guān)鍵之處。
垃圾焚燒發(fā)電綜合利用技術(shù)
1.垃圾進料裝置
國內(nèi)的城市生活垃圾沒有分類,而分選、破碎的設(shè)備不僅十分復雜,而且可靠性差,因此不能走國外的立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備焚燒爐把垃圾破碎到一定粒度(如1~10mm)的路線,必須開發(fā)出能原始垃圾(盡管其中可能含有木頭、金屬和磚石等不規(guī)則物體)順利送入爐膛的進料裝置,清吩學根據(jù)幾十年煤燃燒技術(shù)科研與工程的經(jīng)驗和對國內(nèi)外有關(guān)裝置的比較、研究,選用爐排進料、立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備燃燒的方式,順利解決了這個問題。
2.立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備垃圾焚燒技術(shù) 立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備燃燒技術(shù)是專門針對低熱值燃料而開發(fā)的,立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備焚燒低熱值的垃圾有較高的效率,燃燒效率可高達95%以上,而且對燃料成分變化不敏感:熱值不足以維持熱平衡時投入輔助燃料(煤)助燃。通過實驗運行,己解決了焚燒的充分性、可靠性,而且由于立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備的燃燒方式,其氣體有害物的排放量少于其它焚燒方式。清華大學對垃圾焚燒機理的理論與實驗研究己為垃圾焚燒爐的設(shè)計提供了必需的設(shè)計依據(jù)。
3.立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備床上排渣技術(shù)
由于垃圾成分及形狀復雜,灰渣的顆粒大濘、形狀也不盡一致,不同子一般立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備的排料條件,需采用特殊的排渣技術(shù)。清華大學通過研究、采用床上定向排渣技術(shù)可以解決排渣問題
4、受熱面防腐技術(shù)垃圾焚燒時由于其原始組成中含有大量的塑料,會生成具有很強腐蝕能力的HC1:為降低氮的氧化物生成,需要分級燃燒,爐膛內(nèi)形成還原氣氛。應(yīng)研究還原區(qū)的高溫腐蝕。此項技術(shù)正在研究中。
5.污染物脫除技術(shù)
一般地,利用立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備可實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫、除HCI等,并有效地降低氮的氧化物Nox的生成。為經(jīng)濟、有效地控制污染物的排放,應(yīng)研究污染物的生成機理,開發(fā)可靠的脫除污染物技術(shù)。目前清華大學已具有實用的爐內(nèi)脫硫、除HCI技術(shù),其它污染物的脫除技術(shù)正在研究中。根據(jù)清華大學已有日處理10噸垃圾的熱態(tài)實驗裝置上試驗的結(jié)果,HCL<50ppm, NOX<500ppm,S0X<1500ppm,均低于排放標準。由于采用立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備焚燒技術(shù),有機物充分燃盡,幾乎不存在二e英、f喃排放問題。
6.灰渣綜合利用技術(shù)
對立式旋轉(zhuǎn)熱解氣化設(shè)備排出的灰渣經(jīng)磁選除去金屬(回收)后,進行簡單破碎,即可成為水泥、磚等的原料之一,需要時焚燒后的灰渣成分、特性及其它原料的配比進行研究。