[科普中国]-城市垃圾焚烧炉

背景介绍

城市生活垃圾又称城市固体废弃物，是指城市居民在日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中所产生的固体废物。城市生活垃圾成分复杂、性质多变，并且受到垃圾产生地的地理位置、气候条件、能源结构、社会经济水平、居民消费水平、生活习惯等方面因素的影响。经济的快速发展和城市化进程的加快，使得城市数量不断增多、规模不断扩大，随之面来的是城市生活垃圾数量的急剧增长。据统计，全世界每年产生垃圾450亿t，我国城市生活垃圾的产量已达到1.5亿t，且以每年8%-10%的速度递增，如不及时处理，将极大的污染环境，影响城市景观，危害人们健康。同时还将侵占大量可贵的土地资源。据统计，我国垃圾的历年堆积量以达60多亿t，侵占土地达5000km2。

城市垃圾处理的主要方法有填埋、堆肥和焚烧三种。随着我国城市化进程的加速，焚烧法处理生活垃圾，以其占地少、见效快、无害化程度高、能够利用热能等特点，正在国内得到越来越广泛的应用。单就垃圾焚烧发电项目而言，目前，我国已有28个省、自治区和直辖市的大中小型城市建成了约140座垃圾焚烧发电厂。据专家统计，至2020年，我国将新增垃圾发电装机容量330万千瓦。

主要构造垃圾焚烧炉是一种生活垃圾焚烧炉，它包括有炉体、回转烘干装置、圆锥形匀料装置、燃烧室、出烟口、出渣装置、进风系统、烟气处理装置、烟囱、微电脑。其特点是炉体上部设置有回转烘干装置、该装置能将生活垃圾连续翻转、烘干成松散干燥的垃圾向炉体输送。

该烘干装置出口由下料弯头从炉顶中央伸入炉膛内，在下料弯头的正下方炉膛内设置有圆锥形匀料装置，本匀料装置能将垃圾均匀、松散地供给炉膛燃烧界面。

本焚烧炉还与微电脑相连接，并由微电脑控制各有关部位的运行。本焚烧炉能在不加辅助燃料的情况下连续焚烧不经分拣的生活垃圾，自动化程度高，焚烧产量和质量高。本焚烧炉结构紧凑、安全可靠、制造成本和运行成本都较低。

生活垃圾焚烧炉采用高温燃烧，二次加氧，自动卸渣的高新技术措施，达到排污的监控要求。目前，在世界上及我国常用的焚烧炉设备主要有以下几种。

垃圾焚烧技术在国外的应用和发展已有几十年的历史，比较成熟的炉型有脉冲抛式炉排焚烧炉、机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉和CAO焚烧炉。

类型及特点目前，世界上焚烧炉的种类较多，主要为四大类型：炉排型垃圾焚烧炉、流化床垃圾炉、回转窑垃圾焚烧炉和垃圾热解气化焚烧炉。下面对这四种炉型的技术特点分别进行了分析。

炉排炉型焚烧炉机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术，技术成熟、可靠，应用前景广阔，发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广，运行及维护简便等优点，是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多，主要有固定炉排、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定，炉排型焚烧关键是炉排。炉排分为预热段、燃烧段、燃烬段，段与段之间可以有垂直落差，也可没有落差。垃圾在炉排上着火，热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流，还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下，使垃圾层强烈地翻动和搅动，引起垃圾底部开始着火，连续的翻动和搅动使垃圾层松动，透气性加强，有助于垃圾的着火和燃烧。

机械炉排炉的技术特点如下：

（1）由于鼓风压力小，风机装机容量小，动力消耗小。

（2）由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小，除尘器的负荷和运行成本相对降低。

（3）主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油，不掺烧煤。（4）进炉垃圾不需预处理。

（5）焚烧炉内垃圾为稳定燃烧，燃烧较为完全，炉渣热酌减率较低。

（6）设备年运行时间可达8000h以上。

（7）垃圾需要连续焚烧，不宜经常起炉和停炉。

由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高，我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉，北京、上海等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉。

流化床焚烧炉流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板，使用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到700℃～750℃的砂子流态化床中，进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬，不燃物和焚烧残渣随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉外。中等颗粒的渣和石英砂，通过提升机送入炉内循环使用。

流化床垃圾焚烧炉优点：

（1）流化床适用性广，生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技术处理。

（2）从燃烧理论上讲，流化床可使可燃垃圾与空气充分接触，所以不仅燃烧速度快，而且燃烧完全，即灼减率小（