垃圾焚烧发电工艺参数计算及装备研究

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1、垃圾焚烧发电工艺参数计算及装备研究■徐进（盐城工学院江苏盐城224003）［内容摘要］利用垃圾发电技术在国外发达国家已经比较成熟，在我国沿海发达城市刚刚兴起，已经兴建了一些垃圾发电厂，但工艺技术装备水平还在发展.本文介绍最新的垃圾发电工艺流程设计方法及装备技术，对我国发展循环经济垃圾发电.环境保护和再生能源具有十分重要的意义•［关键词］垃圾发电工艺装备中国分类号：x705目前我国城市垃圾年产量达2亿吨，并以10%的增长率递增，而且垃圾成份复杂，种类繁多，进入大气.水体和土壤中，参与生态系统的循环，具有潜在的.长期的危害，因

2、此对垃圾进行妥善的处理，实施再生能源，已成为当前非常紧迫的任务•利用垃圾发电，不仅可以有效地处理垃圾，而且可以再生能源。随着人的生活水平的提高，城市居民生活能源逐渐由烧煤转为用电和燃用煤气。生活垃圾中不可燃部分大大减少,实际热值大为提高，焚烧1吨可燃垃圾可回收7X10^1的热能。产汽效率可达85%,若将其用于发电，其效率达30%。西方发达国家如德.法、英、美.日利用垃圾发电技术兴起于70年代，技术相对比较成熟，我国利用垃圾发电研究和应用起步较晚.第一座垃圾发电厂1998年在深圳投产这行，目前在上海.浙江.广州、厦门等沿海开

3、放城市相继建成了一些垃圾发电厂，但也属于起步阶段。工艺技术.装备技术还不够成熟，需要我们做进一步深入的研究，以促进我国垃圾处理和再生能源利用.2、垃圾发电的工艺流程目前垃圾发电主要有两种方式，一种是垃圾焚烧法发电，另一种是填埋垃圾发电・焚烧法发电有利于实现垃圾的“无害化、减量化、资源化”处理,当垃圾焚烧时，炉内温度一般为800-9000C,最高可达11000C,通过焚烧炉产生热气，进入汽轮机发电・通过焚烧使垃圾中的病原菌被杀灭，从而达到无害处理的目的，垃圾焚烧后，体积减少90%,•重量减轻75%。明显的减重减量，而且产生的

4、灰渣还可以利用在水泥厂锻烧水泥，•再进行有效利用。填埋法垃圾发电，又称生化法垃圾发电，通过垃圾填埋将生物转化过程中产生的大量可燃气体（包括甲烷.二氧化碳和少量的氮和氧等）收集起来，就形成了可利用的新能源。一般由填埋气体收集系统、气体处理系统.气体燃烧发电系统组成。填充法由于减量化程度较少，且沼气易爆炸。目前在沿海发达城市应用不多.而焚烧发电法是将来的发展方向。如图一所示为垃圾焚烧发电工艺流程图，垃圾首先经破碎，磁选，将铁系金属回收，然后再进行筛选，将重质不可燃的小颗径残留物去除，大物块进行二次破碎，然后入贮槽进入焚燃炉，由

5、锅炉产生的蒸汽进入汽轮发电机进行发电，排岀的水经冷却塔回收再利用。焚烧炉的烟气经过干式洗烟塔和静电除尘器除尘后干净的烟气排放，炉灰可以填埋或回收利用.EXJam::d■HUMI_•侵-图1垃圾燃烧发电工艺流程图3、垃圾焚烧发电的主要工艺参数计算•3.1垃圾的热值计算垃圾的热值是指单位质量的垃圾完全燃烧能释放出来的热量；一般以KJ/kg计.垃圾能否进行焚烧处理，主要取决于其可燃性和热值，一般热值大于3350KJ/kg时，燃烧过程无需加辅助燃料，•易于实现自燃•.计算热值最常用的方法是通过求出混合固体废物中的各组成部分的百分比

6、，再通过测定个组成部分的热值。最后采用比例求和法得到混合垃圾的热值•垃圾的总热值二工（各组成部分热值•各部分重量）垃圾总重实际焚烧过程中，由于焚烧过程装置的各种损失，如空气的对流辐射，可燃部分的未完全燃烧，残渣中的显热烟气的热能损失。因此可利用的热量应从焚烧反应产生的热量扣除各种损失，可按下式计算:焚烧后可以利用的热量=总热量-E各种热损失3.2垃圾燃烧温度的计算燃烧反应是一个由许多单个反应组成的复杂的化学过程，原料的不同，燃烧的温度不尽相同•在实际工作中常常根据经验，运用近似的方法来计算.其公式如下:-一01.254[1

7、+3.59*lO^G+EA)Q]式中T-为绝热火焰度K卜实际可利用热值，-E-活化能A-常数E.A从有关资料査得可作为已知常数（见表1）3.3垃圾在焚烧炉中的停留时间垃圾在焚烧炉中的停留时间是指垃圾从进炉开始到焚烧结束炉渣排岀所需的时间。停留时间的长短直接影响焚烧效果。根据化学动力学理论，在时间0-t,浓度从CAO-CA燃烧反应可得下式：lnCA/CAO=-kt.k二Ae-E/RT式中k为系数，R为通用气体常数R=l.897T为绝对温度。A.E为实测常数。如下表表1：常见垃圾物的A、E值及燃烧温度废物名称丙乙醛氯苯A3.3

8、X1O101.34X10”E3590076600自燃温度°C234638氯甲烷氯乙烯甲苯7.34X1083.57X10“2.28X1013409006330056500632472567通过上述参数可以进行垃圾焚烧发电的焚烧炉设计。4、垃圾发电主要技术装备根据垃圾发电的工艺流程。其主要技术装备有垃圾破碎