新型生活混合垃圾焚烧处理系统设计与研究

刘代军 廖文利 粟力力 李晓玲 侯佳佳

(1.重庆文理学院材料科学与工程学院，重庆 永川 402160；2.重庆文理学院化学与环境工程学院，重庆 永川 402160；3.重庆伟捷环保科技有限公司，重庆 永川 402160；4.重庆文理学院电子信息与电气工程学院，重庆 永川 402160）

垃圾焚烧为当前城市在生活垃圾治理方面的常见措施，可以促使生活垃圾等的体量下降八成至九成左右，重量则会降低七至八成。而垃圾焚烧处理以后得到的物质存在不确定性，并且整个过程又伴随着大量的有害气体等的出现，生活垃圾焚烧诱发包括烟尘颗粒成分、氮氧化物以及盐酸等气体出现。当下对于垃圾焚烧之后存在的二噁英有害物质的污染防控技术也不完善，所以对垃圾实施分类回收处理。结合不同的垃圾分类予以不同的处理办法，不单单可以有效实现废弃物资源等的高效再利用，此外也能够切实规避垃圾焚烧过程所带来的有害物质影响。因此，研究符合我国国情的生活垃圾焚烧技术具有重要的意义。

1.垃圾焚烧技术的介绍

垃圾焚烧系统是一种生活垃圾基于分类处理的焚烧装置，垃圾问题的主要处理理念即，减量化、资源化以及无害化。但如若不提前将垃圾进行分类，这不仅使得资源回收的比较少，诉求焚烧的量也会扩增，此外此类垃圾燃烧，有可能导致结块堵塞炉子、燃烧率不高、熄火等情况。基于此类非常规运行模式下，焚烧带来的污染成分也会随之增多。现今上海、北京等多地也在实行垃圾分类政策，垃圾分类为垃圾焚烧的重要组成。生活垃圾焚烧主要涵盖了储存模块、垃圾输送模块、焚烧模块、热力模块、烟气净化模块、粉碎模块等等多个组成部分。此外，垃圾焚烧还有着下述几方面的优势：

1.1 环保的特性，垃圾于转运、保存以及焚烧期间都潜藏着出现二次污染情况，而在此系统中，我们具有将焚烧中产生的有害气体转化为有益气体的烟气净化系统；

1.2 工艺焚烧特性，固体燃料焚烧核心为热能的应用，但是生活垃圾焚烧则为无害化形式；

1.3 热能应用特性，生活垃圾焚烧烟气含水情况较高，氯化氢含量大，则对于原料等会有着较高的腐蚀性，所以热力系统以及余热回收模块往往不会将过热模块设置在系统强辐射区域继而影响其应用。

1.4 二次回收再次利用，垃圾中含有大量丰富的有机化合物，以及多种微量元素，有助于再次利用为肥料。

2.垃圾焚烧各系统介绍

2.1 垃圾接收输送系统

垃圾经分类满足焚烧要求后分车送去焚烧，在焚烧过程中臭味气体的逸散不仅对周围环境有一定的影响，还影响着操作工人的身体健康，因此在垃圾焚烧储坑上安装有风机，气体通过风机吹到焚烧炉中得以焚烧，转至无臭气体。

2.2 垃圾焚烧炉系统

现阶段，业内大多使用往复炉排炉的垃圾处理技术，抓斗装置把仓库的垃圾告知给料斗，结合给料槽持续性地把原料添加至炉进口。在推料设备的影响下，垃圾第一步会抵达排炉的干燥区域，结合炉排的运行，垃圾于炉排上向前运行抵达燃烧区，最终来到燃尽区，保证垃圾能够于850～1100摄氏度的环境下予以彻底地燃烧。

2.3 热力系统

和一般的发电厂存在差异性，垃圾焚烧电厂的核心作用资金为垃圾处理，一般支持垃圾焚烧电厂满发运行。垃圾焚烧电厂运行参量的变化并非因为电网负荷需要而变化的，而主要基于炉前的燃料特质的不可控性导致的，此类不确定情况为随机形式，也存在周期性的特点。在垃圾焚烧发电厂内，确保系统可靠安全的运行，提升整个系统的运行效益水平尤为关键。

2.4 余热回收系统

垃圾焚烧造成的高温烟气自炉膛排除之后随即来到余热锅炉单元，该区域进行热交换，余热锅炉获得热量继而形成蒸汽，传递至汽轮机促使其运行发电。焚烧烟气结果余热锅炉实现热量的有效回收，随后抵达脱酸反应塔内，烟气内的酸性成分和物化石灰浆液滴充反映，调温水跟着石灰液雾化以及蒸发，由此对烟气温度予以管控。在反应塔出口烟道加入氢氧化钙以及活性炭成分，烟气内没有彻底去除的酸性污染成分和氢氧化钙深入反应予以去除，二噁英以及汞等等重金属物质则会在碳的吸附作用下沉降。烟尘进入袋式除尘器之后随即在滤袋作用下剥离开来，搜集得到的粉尘通过刮板传递至灰藏，布袋除尘设备净化了的干净的烟气则会基于引风装置传递至钢制烟囱外排。

2.5 烟气净化系统

2.5.1 烟气净化系统处理方案

常规的垃圾焚烧发电项目处理体量达到每天1千吨左右，搭载了两个每天五百吨的垃圾焚烧设备，和焚烧设备对应的搭配了两个焚烧烟气净化模块。结合工程排放规定，再度综合此次项目污染成分排放体量诉求的特质，此外结合技术完善性、稳健以及经济效益性等层面予以考量，结合我国已然建成的上规模的现代化的垃圾焚烧厂实践，此次项目选择的为“半干法+辅助干法”烟气净化技术，吸收剂选择的为石灰浆。此外，此次项目选择的SNCR脱NOx技术，因为脱氮技术是焚烧炉内脱氮，所以烟气净化技术设计未有综合考量脱氮系统的开发。

2.5.2 烟气净化系统主要组成

烟气净化模块核心构成即石灰浆制取、旋转喷雾脱酸反应塔、袋式除尘模块、飞灰运输以及保存。这之中，石灰浆制取、活性炭喷射以及吸附、飞灰传输以及保存都是公用系统。

2.6 灰渣处理系统

垃圾焚烧之后的炉渣侵入液压出渣设备恩的水槽随机冷却后备推出炉外，通过吊装转斗模块装卸车辆运抵有关建材企业予以有效应用（一般是做成环保砖）。上图是渣仓的一个基本示意图，当然也可以直接填埋处置。烟气净化模块内的烟气带有的飞灰，从布袋除尘模块搜集至除尘器会都，全部的灰斗之中飞灰通过密封的传输模块传递至飞灰仓内，飞灰属于危险废弃物，属国家法律监管的内容，需要做无害化处理。国内一般的飞灰会进行水泥固化处理，飞灰通过固化处置之后在原地养护棚予以必要的存储，经一周时间固化稳定后，送到飞灰固化砌块掩埋场进行掩埋处理。

2.6.1 灰渣处理固化技术

2.6.1.1 水泥固化技术

固化和稳定化为结合固化剂以及垃圾焚烧飞灰混合成分构成的固化体，由此实现减小废物内的危险物质浸出的效果。胶凝原料水泥为典型的危险废弃物固化物质，所以，一般选择水泥对焚烧飞灰等予以固化处置。飞灰被加入水泥的基质内，于特殊的环境下，通过大量的物化反应过程，得到溶解性更低的金属氧化物，从而使得污染物于废物水泥基质系统内的迁移率进一步降低。为切实优化固化条件，提升固化体特性，固化期间需要结合废物属性以及产品品质等的诉求加入一定的添加剂。

有关水泥固化技术的原理，通常认为水泥固化有害成分极易将有害成分密封于固化体之中，结合水泥内的粉末形态的硅酸钙水化物胶体对有害成分的吸附以及包容，同时逐步地硬化性固化物，继而把有害成分包裹起来继而实现废物等的稳定以及无害化处理。水泥的固化处理飞灰技术已然比较完善、处理的投入也不高，操作便捷，无须特定的装置，原料较为丰富，支持常温情况下的操作，固化的废渣无须脱水以及干燥等特性。结合水泥稳定化的典型不足则为对于普通的污染成分相对敏感，会因为部分污染成分等的存在而延后固化周期，更是会对硬结质量。

2.6.1.2 沥青固化技术

沥青固化主要表示将沥青当作固化剂和飞灰于特定的温度、配比和搅拌等的影响下出现皂化反应，促使有害成分较为均匀性地果腹于沥青内，继而得到固化体。沥青有着较为突出的化学稳定效果，黏结效果以及较好的弹性和塑性，对大部分的酸碱以及盐类物质等有着较强的耐腐蚀效果。沥青固化操作包含两类形式，首先，为把沥青加热，结合高温作用得到熔融胶黏性液体把飞灰予以融合，果腹于沥青内，降温之后随即得到沥青固化体。其次，则结合乳化剂促使沥青乳化，选择乳化沥青和飞灰予以融合，之后破乳，脱水，实现了废物沥青的固化过程，该方式于室温条件下即可实现。沥青固化体指标涵盖了水体内的浸出率、辐照和化学稳定效果。其主要和沥青的品类、飞灰加入情况、组成情况以及残留的水分等有着一定的联系。

3.总结

垃圾焚烧系统对于空间要求不高，资源利用水平较高，减量化成效显著，此外也降低了基于掩埋方案可能造成的环境生态影响，在国家政策等的大力推动下，垃圾焚烧减量已然成为当下垃圾处理的重要形式之一。