城市生活垃圾循环流化床焚烧发电技术

摘要：文章介绍了循环流化床垃圾焚烧发电技术,论述它是一项符合环保要求且节能的新技术,真正实现了垃圾处理的减容化、无害化、资源化,垃圾是一种新的可利用能源。

1 概述

当今世界,环境污染已成为全球性的问题,垃圾是人类生活的产物,随着经济的发展和物质消费的日趋现代化,城市生活垃圾逐年增多,2000年我国城市生活垃圾的产出量达1.5亿吨/年,量大面广的城市生活垃圾造成城镇严重的社会问题, 这些垃圾污染水质、土壤、大气，传播疾病，影响人类的生成环境，这些垃圾还侵占了大量的土地，影响城市的环境质量和可持续发展。如何将这些垃圾做到减量化、无害化、资源化处理，成为社会普遍关注的问题。

城市生活垃圾的处理方式有填埋、堆肥、焚烧等，我国绝大多数城市的垃圾采取简单填埋方式，这种方式简便易行，处理量大，但占用了大量耕地，同时造成二次污染。近年来，由于焚烧法处理量大、速度快、占地面积小的优点，使其成为生活垃圾处理的主要方式。

2 城市生活垃圾焚烧发电工艺流程

城市生活垃圾的焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧处理，通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质，达到无害化、减量化的目的，同时利用回收到的热能进行供热、供电，达到资源化。

垃圾焚烧发电系统中关键是焚烧炉型，目前国内应用的焚烧炉型有两种，一是进口的炉排炉，如上海江桥垃圾焚烧厂进口的西班牙马丁炉，投资费用极高，日处理垃圾1000t，总投资7亿人民币，一般城市难以接受，且运行成本高；另一种是国内自主开发的循环流化床炉，它是一种适应国内垃圾低热植、高水分，难以着火问题的炉型，正在国内逐步推广应用。我公司投资2.58亿人民币，建设日处理垃圾1000t的垃圾焚烧发电厂，就是采用国产技术，该工程建设规模为三台 75t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉和配置二台15mw抽凝式汽轮发电机组。一期项目建设规模为2×75t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉和配置2台15mw抽凝式汽轮发电机组及相应配套设施。目前一期工程二炉二机已投产，运行情况良好，可日处理垃圾800t，日发电量60万kwh。

垃圾焚烧发电工艺流程如下：

3 循环流化床垃圾焚烧炉

循环流化床垃圾焚烧处理技术与设备是一种基于循环流化床燃烧技术而发展起来的新型的集垃圾焚烧、供热、发电为一体的先进的垃圾处理技术和设备，循环流化床是国家相关行业政策明确推荐的节能环保燃烧炉型，该炉型特别适用于燃用劣质燃料，对生活垃圾的高灰分、高水分、低热值具有较好的适应性。

循环流化床不设炉排，以惰性物取代，在炉内铺设一定厚度、一定粒径范围炉渣作为床料，通过底部布风板鼓入一定压力的空气，将床料吹起、滚动、搅拌、翻滚，被吹出炉膛的高温固体颗粒通过旋风分离器和返料器被送回炉膛，形成炉内物料的平衡，流化床内气固混合强烈，垃圾入炉后与炽热的床料迅速混合，垃圾被充分加热、干燥、燃烬。流化床燃烧温度控制在850℃--900℃之间，可有效地提高出口蒸汽的参数，满足发电、供热要求，该项技术的优点在于：

3.1 适合焚烧低热值的垃圾

有关资料表明，我国生活垃圾具有热值低、水分高的特点，为使焚烧炉内保持850℃以上的温度，需要添加辅助燃料。炉排炉一般加轻柴油，运行成本高，而循环流化床焚烧炉可用煤作为辅助燃料，加上焚烧炉内含有一定量的炉料，炉内气固流体强烈混合，垃圾入炉即和炽热炉料充分混合，垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速，床内蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好。

3.2 环保且节能

循环流化床锅炉燃烧温度控制在850℃--900℃之间，氮氧化物排放低。垃圾焚烧处理方式的另一重要问题是焚烧时产生氯化氢和二恶英有毒气体，根据国外科学实验研究，垃圾焚烧产生二恶英的条件为：燃烧温度低于800℃，炉内燃烧温度不均匀，垃圾不完全燃烧导致二恶英前体(cp、cbs)的生成。循环流化床垃圾焚烧炉燃烧温度稳定且均匀，在炉型设计上使烟气在炉内停留时间加长，因此破坏了有毒、有害气体的产生环境，从根本上降低了有毒气体产生量。同时在消纳城市垃圾的同时，还可向周围供热、供电，是一项节能且环保的工程。

3.3 垃圾减量化程度高，灰渣可综合利用

循环流化床垃圾焚烧炉对垃圾的燃烬率最高，灰渣中不含有机物和可燃物，焚烧后垃圾可减量80℅，减容90℅以上，灰渣无异味，可直接填埋或综合利用。

3.4 运行稳定可靠

循环流化床垃圾焚烧炉无炉排等转动部件，设备故障率低，维修工作量小，能有效控制设备总投资，并降低系统运行维护费用，焚烧产生的热能可实现连续、稳定、高效的发电供热，从而使垃圾处理项目能产生较好的经济回报。

4 垃圾焚烧的烟气处理

垃圾焚烧带来的新污染问题同时也受到社会各界的广泛关注，特别是尾气排放污染问题突出，其中危害最严重的是二恶英，二恶英被称为是“地球上毒性最强的物质”，它是一种含氯的强毒性有机化合物，其它还有粉尘、so2、hcl等有害物质，因此烟气处理系统的合理选择是焚烧辅助设备的重点。

传统的脱硫、脱酸方法有湿法、干法、半干法，针对垃圾成分的复杂性，综合考虑经济性,我公司以传统半干法为基础,采用上海交通大学的多流体碱雾发生器脱硫。

从垃圾焚烧炉尾部排出烟气首先通过机械除尘器，除去烟气中大部分的烟尘颗粒，降低烟气中的粉尘浓度，以利于提高吸收剂的利用率。

多流体碱雾发生器烟气脱硫（酸）方法是一种简易、紧凑、高效的半干法烟气脱硫（酸）方法，它能够有效克服或避免常规半干法烟气脱硫（酸）方法复杂的浆液制备系统和雾化喷嘴堵塞与磨损等一系列问题，而且能够大幅度提高脱硫（酸）吸收剂颗粒与雾化水滴的碰撞活化效率和脱硫（酸）吸收剂的反应活性以及脱硫（酸）效率，大大减小净化吸收塔的体积。

该烟气处理系统工艺基本原理如下：根据锅炉烟道尺寸和烟气量设置多个前置碱雾发生器，在其中通过双流体喷嘴雾化的水滴与脱硫（酸）吸收剂颗粒在较高的浓度下碰撞活化，完成湿式脱硫（酸）剂碱雾的在线制备；然后，在线制备的湿式脱硫（酸）剂碱雾连续均匀地混合入具有一定停留时间的锅炉烟道烟气中，在烟道内完成快速脱硫（酸）反应，脱除烟气中的二氧化硫和氯化氢等酸性气体。

干法反应塔出来的烟气最后通过布袋除尘器，根据gb18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》生活垃圾焚烧尾部除尘装置必须采用布袋除尘器，其净化效率不受颗粒物比电阻的影响，可以对烟气中亚微米级的固体粒子高效净化，同时添加活性炭还可捕集烟气中二恶英、重金属等有毒物质。

5 结束语

焚烧发电的核心设备是垃圾焚烧炉，垃圾焚烧发电处理了城市生活垃圾，焚烧产生的电能除13℅自用外，其余可并入电网为企业创造经济效益，减轻政府负担。尽管我国垃圾焚烧处理技术起步较晚，但由于各级政府对环境保护工作的高度重视和巨大的市场潜力，垃圾焚烧处理技术起点高、发展迅速，污染控制手段完备的垃圾焚烧处理系统已经成熟，随着垃圾收费政策的出台，采用先进的垃圾焚烧发电处理技术，使垃圾处理无害化、资源化、减量化，是垃圾处理的必由之路，是一项环保且节能的新技术,垃圾是一种新的可利用能源。