新型生活混合垃圾焚燒處理系統設計與研究

劉代軍 廖文利 粟力力 李曉玲 侯佳佳

(1.重慶文理學院材料科學與工程學院，重慶 永川 402160；2.重慶文理學院化學與環境工程學院，重慶 永川 402160；3.重慶偉捷環保科技有限公司，重慶 永川 402160；4.重慶文理學院電子信息與電氣工程學院，重慶 永川 402160）

垃圾焚燒為當前城市在生活垃圾治理方面的常見措施，可以促使生活垃圾等的體量下降八成至九成左右，重量則會降低七至八成。而垃圾焚燒處理以后得到的物質存在不確定性，并且整個過程又伴隨著大量的有害氣體等的出現，生活垃圾焚燒誘發包括煙塵顆粒成分、氮氧化物以及鹽酸等氣體出現。當下對于垃圾焚燒之后存在的二噁英有害物質的污染防控技術也不完善，所以對垃圾實施分類回收處理。結合不同的垃圾分類予以不同的處理辦法，不單單可以有效實現廢棄物資源等的高效再利用，此外也能夠切實規避垃圾焚燒過程所帶來的有害物質影響。因此，研究符合我國國情的生活垃圾焚燒技術具有重要的意義。

1.垃圾焚燒技術的介紹

垃圾焚燒系統是一種生活垃圾基于分類處理的焚燒裝置，垃圾問題的主要處理理念即，減量化、資源化以及無害化。但如若不提前將垃圾進行分類，這不僅使得資源回收的比較少，訴求焚燒的量也會擴增，此外此類垃圾燃燒，有可能導致結塊堵塞爐子、燃燒率不高、熄火等情況。基于此類非常規運行模式下，焚燒帶來的污染成分也會隨之增多。現今上海、北京等多地也在實行垃圾分類政策，垃圾分類為垃圾焚燒的重要組成。生活垃圾焚燒主要涵蓋了儲存模塊、垃圾輸送模塊、焚燒模塊、熱力模塊、煙氣凈化模塊、粉碎模塊等等多個組成部分。此外，垃圾焚燒還有著下述幾方面的優勢：

1.1 環保的特性，垃圾于轉運、保存以及焚燒期間都潛藏著出現二次污染情況，而在此系統中，我們具有將焚燒中產生的有害氣體轉化為有益氣體的煙氣凈化系統；

1.2 工藝焚燒特性，固體燃料焚燒核心為熱能的應用，但是生活垃圾焚燒則為無害化形式；

1.3 熱能應用特性，生活垃圾焚燒煙氣含水情況較高，氯化氫含量大，則對于原料等會有著較高的腐蝕性，所以熱力系統以及余熱回收模塊往往不會將過熱模塊設置在系統強輻射區域繼而影響其應用。

1.4 二次回收再次利用，垃圾中含有大量豐富的有機化合物，以及多種微量元素，有助于再次利用為肥料。

2.垃圾焚燒各系統介紹

2.1 垃圾接收輸送系統

垃圾經分類滿足焚燒要求后分車送去焚燒，在焚燒過程中臭味氣體的逸散不僅對周圍環境有一定的影響，還影響著操作工人的身體健康，因此在垃圾焚燒儲坑上安裝有風機，氣體通過風機吹到焚燒爐中得以焚燒，轉至無臭氣體。

2.2 垃圾焚燒爐系統

現階段，業內大多使用往復爐排爐的垃圾處理技術，抓斗裝置把倉庫的垃圾告知給料斗，結合給料槽持續性地把原料添加至爐進口。在推料設備的影響下，垃圾第一步會抵達排爐的干燥區域，結合爐排的運行，垃圾于爐排上向前運行抵達燃燒區，最終來到燃盡區，保證垃圾能夠于850～1100攝氏度的環境下予以徹底地燃燒。

2.3 熱力系統

和一般的發電廠存在差異性，垃圾焚燒電廠的核心作用資金為垃圾處理，一般支持垃圾焚燒電廠滿發運行。垃圾焚燒電廠運行參量的變化并非因為電網負荷需要而變化的，而主要基于爐前的燃料特質的不可控性導致的，此類不確定情況為隨機形式，也存在周期性的特點。在垃圾焚燒發電廠內，確保系統可靠安全的運行，提升整個系統的運行效益水平尤為關鍵。

2.4 余熱回收系統

垃圾焚燒造成的高溫煙氣自爐膛排除之后隨即來到余熱鍋爐單元，該區域進行熱交換，余熱鍋爐獲得熱量繼而形成蒸汽，傳遞至汽輪機促使其運行發電。焚燒煙氣結果余熱鍋爐實現熱量的有效回收，隨后抵達脫酸反應塔內，煙氣內的酸性成分和物化石灰漿液滴充反映，調溫水跟著石灰液霧化以及蒸發，由此對煙氣溫度予以管控。在反應塔出口煙道加入氫氧化鈣以及活性炭成分，煙氣內沒有徹底去除的酸性污染成分和氫氧化鈣深入反應予以去除，二噁英以及汞等等重金屬物質則會在碳的吸附作用下沉降。煙塵進入袋式除塵器之后隨即在濾袋作用下剝離開來，搜集得到的粉塵通過刮板傳遞至灰藏，布袋除塵設備凈化了的干凈的煙氣則會基于引風裝置傳遞至鋼制煙囪外排。

2.5 煙氣凈化系統

2.5.1 煙氣凈化系統處理方案

常規的垃圾焚燒發電項目處理體量達到每天1千噸左右，搭載了兩個每天五百噸的垃圾焚燒設備，和焚燒設備對應的搭配了兩個焚燒煙氣凈化模塊。結合工程排放規定，再度綜合此次項目污染成分排放體量訴求的特質，此外結合技術完善性、穩健以及經濟效益性等層面予以考量，結合我國已然建成的上規模的現代化的垃圾焚燒廠實踐，此次項目選擇的為“半干法+輔助干法”煙氣凈化技術，吸收劑選擇的為石灰漿。此外，此次項目選擇的SNCR脫NOx技術，因為脫氮技術是焚燒爐內脫氮，所以煙氣凈化技術設計未有綜合考量脫氮系統的開發。

2.5.2 煙氣凈化系統主要組成

煙氣凈化模塊核心構成即石灰漿制取、旋轉噴霧脫酸反應塔、袋式除塵模塊、飛灰運輸以及保存。這之中，石灰漿制取、活性炭噴射以及吸附、飛灰傳輸以及保存都是公用系統。

2.6 灰渣處理系統

垃圾焚燒之后的爐渣侵入液壓出渣設備恩的水槽隨機冷卻后備推出爐外，通過吊裝轉斗模塊裝卸車輛運抵有關建材企業予以有效應用（一般是做成環保磚）。上圖是渣倉的一個基本示意圖，當然也可以直接填埋處置。煙氣凈化模塊內的煙氣帶有的飛灰，從布袋除塵模塊搜集至除塵器會都，全部的灰斗之中飛灰通過密封的傳輸模塊傳遞至飛灰倉內，飛灰屬于危險廢棄物，屬國家法律監管的內容，需要做無害化處理。國內一般的飛灰會進行水泥固化處理，飛灰通過固化處置之后在原地養護棚予以必要的存儲，經一周時間固化穩定后，送到飛灰固化砌塊掩埋場進行掩埋處理。

2.6.1 灰渣處理固化技術

2.6.1.1 水泥固化技術

固化和穩定化為結合固化劑以及垃圾焚燒飛灰混合成分構成的固化體，由此實現減小廢物內的危險物質浸出的效果。膠凝原料水泥為典型的危險廢棄物固化物質，所以，一般選擇水泥對焚燒飛灰等予以固化處置。飛灰被加入水泥的基質內，于特殊的環境下，通過大量的物化反應過程，得到溶解性更低的金屬氧化物，從而使得污染物于廢物水泥基質系統內的遷移率進一步降低。為切實優化固化條件，提升固化體特性，固化期間需要結合廢物屬性以及產品品質等的訴求加入一定的添加劑。

有關水泥固化技術的原理，通常認為水泥固化有害成分極易將有害成分密封于固化體之中，結合水泥內的粉末形態的硅酸鈣水化物膠體對有害成分的吸附以及包容，同時逐步地硬化性固化物，繼而把有害成分包裹起來繼而實現廢物等的穩定以及無害化處理。水泥的固化處理飛灰技術已然比較完善、處理的投入也不高，操作便捷，無須特定的裝置，原料較為豐富，支持常溫情況下的操作，固化的廢渣無須脫水以及干燥等特性。結合水泥穩定化的典型不足則為對于普通的污染成分相對敏感，會因為部分污染成分等的存在而延后固化周期，更是會對硬結質量。

2.6.1.2 瀝青固化技術

瀝青固化主要表示將瀝青當作固化劑和飛灰于特定的溫度、配比和攪拌等的影響下出現皂化反應，促使有害成分較為均勻性地果腹于瀝青內，繼而得到固化體。瀝青有著較為突出的化學穩定效果，黏結效果以及較好的彈性和塑性，對大部分的酸堿以及鹽類物質等有著較強的耐腐蝕效果。瀝青固化操作包含兩類形式，首先，為把瀝青加熱，結合高溫作用得到熔融膠黏性液體把飛灰予以融合，果腹于瀝青內，降溫之后隨即得到瀝青固化體。其次，則結合乳化劑促使瀝青乳化，選擇乳化瀝青和飛灰予以融合，之后破乳，脫水，實現了廢物瀝青的固化過程，該方式于室溫條件下即可實現。瀝青固化體指標涵蓋了水體內的浸出率、輻照和化學穩定效果。其主要和瀝青的品類、飛灰加入情況、組成情況以及殘留的水分等有著一定的聯系。

3.總結

垃圾焚燒系統對于空間要求不高，資源利用水平較高，減量化成效顯著，此外也降低了基于掩埋方案可能造成的環境生態影響，在國家政策等的大力推動下，垃圾焚燒減量已然成為當下垃圾處理的重要形式之一。