论滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉

其实垃圾发电厂就是电力公司采用气轮机组发电的小电厂,只因改变了烧锅炉燃料,从原来是烧煤粉,改为烧垃圾,因而就称垃圾发电厂。

而发电厂改烧垃圾,实际只需改造烧锅炉的“炉房”而改造后的炉房,实际就是这个“滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉”。其结构功能特点就是令其能烧含水份很高的湿垃圾,使到垃圾运来不管它含难燃的厨余等有机物,及不燃的砂石、玻璃、金属等无机物,以及含水份很高的湿垃圾,都不需分拣及任何处理,便可以即时从车上直接倒入炉内,自动关上炉门,便基本完成任务。往后的将垃圾灭菌除臭及干燥、气化焚烧、热能利用、烟气收集进行热解及水解以及化学分解、活性碳吸滤等无害化处理、余热循环再利用、炉渣排出等全部工序,就由炉内设置的无需人员操控的机械自动化去完成。除了要清走炉内自动排出的炉渣,再利用来实现零废物排放外,其余就不需人工劳动,连司炉工都不需要,避免工人要在不卫生的环境工作,并能做到完全无烟、臭气及温室气体排放和降酸雨危害、空气中无尘粒、无需建烟囱、成为完全无环境污染,及无危害身体健康的垃圾发电厂,并能做到利用垃圾发电收入能足够偿还建厂投入资金本息,及支付该厂所有全部费用支出,并有盈余来达到资源增值的目的。

本来利用垃圾发电来处理固体生活垃圾,既可环保,又可将垃圾减量到零及增值,以及不会留有后患,又可将垃圾变成能源,应该是目前最理想的做法。

但客观上垃圾又存在不利燃烧因素,给利用垃圾焚烧发电带来了很多难题。例如①垃圾又脏又臭、细菌和病毒都有,及物种多、化学成份复杂,故燃烧时定会产生恶臭;②燃烧时有有害的二恶英等烟气影响健康及污染环境;③垃圾当中其实只有约50-55%是可燃物,35-40%是厨余等有机物,由于含水量大,故是难燃物,约有5%是泥,砂石等是不燃物,而且垃圾一般是含水量大,故不加处理是很难燃烧;④垃圾当中,一些很快就烧完,而一些就要烧长时间才能烧尽,故实难同时间把它烧尽,加上烧垃圾难烧旺火,以及燃点温度及热值也低,因而难有足够的炉温及热量来供锅炉产蒸汽来推动气轮发电机组来发电等4个不利燃烧因素,给垃圾焚烧发电带来很大困难,故解决的方法,应该根据上述不利因素,采用有针对性的克服措施及处理方法来改造炉房,才能解决。

而目前所建的垃圾发电厂做法是,垃圾运来要先卸下来进行分拣处理后,再将垃圾堆放在场内进行自然干燥,或将垃圾放进坑内进行发酵“冷焗”5-7天,待垃圾干燥后,才能放进炉内焚烧,而且燃烧垃圾方法是用抓斗机将垃圾放入炉内,吹入大量空气来焚烧,靠大烟囱抽排烟气的传统直接燃烧方法,只在烟道处喷洒石灰水及袋式过滤烟气,就作为烟气处理。结果就产生以下情况:

1、在将垃圾进行分拣处理、自然干燥、发酵冷焗、及在燃烧垃圾时,会发出大量恶臭及有害的烟臭气味,做成环境十分恶劣,令方圆几公里也闻有烟、臭气味,及有温室气体排放和降酸雨危害。另外,要很多人负出健康代价在这垃圾丛中工作,也显得十分不文明,而且有辱国家形象,应该是属于未能解决环境污染问题。

2、由于要进行这样反复的处理工序,就必然令处理垃圾费用支出大量增加,加上这样的处理方法,定必要占用场地特别大,建厂资金投入也特别多,令垃圾所发出的电,成本价也超出电力公司的正常收购价3倍有多,做成垃圾发电厂要大量亏损,故在经济上是得不偿失,从而加重人民和政府财政负担。

3、由于他的燃烧方法,是无可能将垃圾中存在的客观不利燃烧的因素加以克服,及无法将垃圾完全烧尽,也无法充分利用燃烧垃圾发出的热值,以及会做成锅炉产蒸汽量不足或不稳定,令气轮发电机运转不正常,甚至会发生故障。

其实以上问题,一直困扰着研究利用垃圾发电来处理固体生活垃圾的工作者,也妨碍着利用垃圾发电的事业发展。因此本人凭借在机械及化工行业从事30多年的技术改革工作经验,解决了垃圾焚烧发电的存在问题,发明了滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉。其功能达到完全无烟、臭气及温室气体排放和降酸雨等危害,空气中无尘粒、达到完全无污染及无需建烟囱排烟气,还创造了垃圾发电厂能烧湿垃圾,以及四处都清洁干净,无感觉有垃圾烟、臭气味,令空气清新、卫生整洁,一点都不像垃圾发电厂,完全达到理想的环保要求。

在技术措施方面:我将发电厂炉房建在地下,并将炉体密封,及在炉内将从车上直接倒进的垃圾压实、灭菌除臭、脱水干燥、气化焚烧、热能利用、将烟气收集进行还原成水,令烟气消失的技术处理、炉渣排出等各工序全部在炉内密封进行,避免垃圾在处理及燃烧过程所产生的烟、臭等气体,散发出炉外污染环境及影响人体健康,也便于提高处理质量及工作效率,以及降低处理费用。

①将炉房分成两个功能区,前区用作将垃圾灭菌除臭及干燥,后区用作气化焚烧,令到垃圾运来,不管其中含难燃物及不燃物,以及含水份多高,都不用任何分拣及处理,便可即时直接从车上倒入炉内,自动关上炉门便基本完成任务,往后的各项处理工序,就由炉内设施一体化自动完成,从而避免污染环境;

②利用锅炉后余热烧石灰及制活性碳,结合将烟气与钙化学分解成无害烟气,反过来用石灰及活性碳处理烟气及污水,达到两全其美的效果:

③利用斜面重力下滑作动能,解决炉内因湿热影响而不能用电的难题;

④将原来是把垃圾直接燃烧,靠烟囱抽排烟气的燃烧方法,改为管内气化焚烧,以便密封及提高燃烧热值利用率,及扩大燃烧发热面,来提高炉温及增加热量,以及将烟气还原成水,令烟气消失来创造无烟气排放;及无需建烟囱;

⑤利用炉渣余热、气轮发电机部份尾气、化学热分解后的热烟气、焚烧炉下热气等余热全部送回前炉来将垃圾进行灭菌除臭及干燥,结合将烟气处理;

⑥利用扩大燃烧发热面,进行集热来提高炉温及增加热量,来满足锅炉所需热量,避免要加燃油助燃而要增加费用支出,并将垃圾气化焚烧,及烟气处理等全部工序,实现机械自动化完成,从而提高工效,及处理质量和降低发电成本

其实以上技术措施,不但能实现无需人员操控的机械自动化焚烧处理垃圾,及能达到完全无污染环境的目的,并能大量降低建厂造价及处理垃圾费用;并可从现在垃圾发电厂每吨处理费要105元,降为0.66元,及令建厂造价只是目前造价的1/8份,处理垃圾费用1/160份,建厂用地1/6份,并能令垃圾运来,不管它其中含难燃物及不燃物,及含水份很高的湿垃圾,都可不用分拣及任何处理便可直接从车上倒入炉内,自动关上炉门,便已完成任务,往后就无需人员操控和劳动及司炉人员的情况下,由炉内设施自动化完成,故是相当理想。

在经济方面:由于可令垃圾发电厂设备及工序大量简化,令到只需要气轮发电机组,及配电设施、锅炉、以及这个滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉之外,就不需要其他辅助设施,从而可以大量减少资金投入,及降低处理费用和提高工效,因而可以将垃圾发电厂从现在要大量亏损,改变成为可以有盈利,来达到资源增值的目的。从而创造了利用垃圾焚烧发电可以有盈利的历史。

另外,这个滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉,是可以直接替代垃圾压缩站及取代垃圾填埋场使用。原因它可以烧湿垃圾,令垃圾运来不管干与湿,及含难燃物及不燃物,都可以直接倒入炉内,自动关上炉门,便基本完成任务。往后就由炉内设置的机械自动化操控完成;又由于该炉是完全无烟、臭气排放及无污染,及可将炉建在地下,令地面只有倒垃圾口和发电房,因而占地很少,在倒垃圾口处也设有吸臭装置,这样在倒垃圾时也不会有臭气味散发出来污染环境,故在环保方面也比垃圾压缩站及填埋场好得多,处理垃圾费用也比压缩站及填埋场少,及可以就地将垃圾处理,从而节省很多运输垃圾费用,及避免运输垃圾途中污染。再者,这个炉是全部建在地下,因而地面可以有75%的空地用来绿化,用来吸收二氧化碳气体,及将垃圾发电厂成为公园,令环境幽雅。

听去过日本考察的朋友讲,日本处理垃圾厂就建在城区,他的炉也是无烟气、臭气发出污染环境,所产出的热能也是就地供给居民使用。其实我创造发明的这个垃圾炉比日本处理方法好很多,因日本只用活性炭过滤及水解来处理烟气。而我就用密闭燃烧,及多层水膜过滤,以及石灰水解和活性炭过滤后,循环回炉再烧来处理烟气,其实效果是远优于日本,而且处理费用比日本少很多。

再谈该“滑移式新型常压垃圾气化焚烧炉”的经济及社会效益。以建日处理壹千吨的垃圾发电厂为例:该炉能令垃圾发电厂从原来要大量亏损,改变成为有盈利,虽然盈利看来不多,但投资商以银行15年按揭贷款方式投资壹亿元,每年就可以从盈利收入358.932万元,政策性提高电力收购价收入每年有2937.6万元,每年提取本金加利息收入951.48万元,三项收入合计是每年可收回4248.012万元,这样2年4个月零7日便可以把投入的资金全部收回,往后每年就可纯收入4146.012万元,直至经营期满为止,故经济效益是相当好,吸引力亦相当大。至于社会效益方面:既能环保,又能将垃圾减量及增值,并可将垃圾成为资源,又可减轻人民和政府财政负担,故其社会效益其实是相当大的。

再谈发展前景:现在世界及我国都要环保,而利用垃圾发电来处理固体生活垃圾,既环保又可减量及增值,厂房占地少,及不会留有后患,是个好办法,以前因是技术问题制约着发展,现在技术问题解决了,故发展前景也非常乐观。

专利号:zl200420000582.5