第三章固体废物的能源利用.ppt

第三章 固体废物的能源利用 第一节 固体废物焚烧热利用 第二节 固体废物的热解与能量回收 第三节 固体废物沼气利用 第四节 污泥的焚烧 第一节 固体废物焚烧热利用 一、固体废物焚烧技术的发展历史 二、固体废物焚烧技术的特点 三、固体废物焚烧热的利用 四、国外焚烧技术的应用现状 五、国内焚烧技术的应用现状 六、固体废物焚烧技术发展展望 一、固体废物焚烧技术的发展历史 1. 发展简史 2. 现代焚烧技术概貌 1. 发展简史 垃圾焚烧技术作为一种以燃烧为手段的垃圾处理方法，其应用可以追溯至人类文明的早期，如刀耕火种时期的烧荒即可视为焚烧应用的一例。但焚烧作为一种处理生活垃圾的专用技术，其发展历史与其他垃圾处理方法相比要短得多，大致经历了三个阶段：萌芽阶段、发展阶段和成熟阶段。 萌芽阶段是从19世纪80年代开始到20世纪初期。 从20世纪初到60年代末的约半个世纪，是垃圾焚烧技术的发展阶段。 从20世纪70年代初到叨年代中期的20多年间，是生活垃圾焚烧技术的成熟阶段，也是生活垃圾焚烧技术发展最快的时期。 综合分析发达国家生活垃圾焚烧技术在近二十年间迅速发展的原因，除了经济、技术、观念等因素外，还有一些其他方面的影响，比如:随着城市建设的发展和城市规模的扩大，城市人口数量骤增，生活垃圾产量也快速递增，使原有的垃圾填埋场日益饱和或已经饱和，而新的垃圾填埋场地又难于寻我，采取垃圾焚烧方法，可使生活垃圾减容85%以上，最大限度地延长现有垃圾填理场的使用寿命。此外，随着人们生活水平的提高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增长，提高了生活垃圾的热值，为这些国家应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。例如：日本城市生活垃圾的低位热值就己经由20世纪60年代的3344~4196kJ/kg，提高到目前的6270~7160kJ/kg，便采用垃圾焚烧方法可以制取更多的蒸汽和电能，以获得比较理想的经济效益。 2. 现代焚烧技术概貌 现代城市生活垃圾焚烧厂系统组成见图 进厂垃圾计量系统； 垃圾卸料及贮存系统； 垃圾进料系统； 垃圾焚烧系统； 焚烧余热利用系统； 烟气净化和排放系统； 灰渣处理或利用系统； 污水处理或回用系统； 烟气排放在线监测； 垃圾焚烧自动控制系统等。 二、焚烧技术的特点 1．燃烧工艺的特点 2．热能利用的特点 3．环境保护的特点 4．焚烧技术的特点 1．燃烧工艺的特点 一般固体燃料的燃烧目标主要是热能利用，而生活垃圾的焚烧目标主要是无害化处理，追求的是生活垃圾能在垃圾焚烧炉中充分燃烧。为此垃圾焚烧工艺通常采用较高过剩空气比的运行模式，其实际供气量一般比理论空气量高70%-120%；同时为克服在垃圾燃烧过程中出现聚集而造成局部空气 (氧)传递阻碍的现象，垃圾焚烧炉排必须设计成能使垃圾层经常处于翻动状态的构造，以利于生活垃圾的充分燃烧。 2．热能利用的特点 尽管垃圾焚烧的主要目标是使垃圾充分燃烧，但能量回收在垃圾焚烧中的重要性也已被充分认识，从而在现代垃圾焚烧厂设计中得到体现。但是由于生活垃圾焚烧烟气具有含水量大、氯化氢浓度高等特点，对材料有较大的腐蚀性，热能回收系统也因此受到明显的影响。为此，焚烧余热利用系统一般不把过热器设置于炉内的强辐射区而使过热蒸汽温度受到限制;离开热能回收段的烟气温度一般不低于250℃也影响到热能回收的效率；而蒸汽式空气预热器的应用也将造成可用蒸汽能量的损失。因此城市生活垃圾焚烧的热能回收率通常要比燃煤锅炉低10%以上。 3．环境保护的特点 城市生活垃圾在输送、贮存与燃烧过程均存在产生二次污染的可能。，其中最主要的是烟气污染，包括颗粒物、SO2、HCl、NOx、重金属和毒害性微量有机物 (如二恶英等)等空气污染物。现代垃圾焚烧技术所包含的烟气净化系统通常能较有效地控制除NOx和二恶英以外的一般污染物。但目前还缺乏技术可靠、经济可行的NOx和二恶英等的末端净化工艺，只能以燃烧过程的工艺控制为主要手段加以调控。 此外，垃圾贮存与灰渣冷却过程产生的污水和灰渣，也是垃圾焚烧厂常见的污染物。其中对污水虽已有较有效的净化甚至回用技术，但单独处理的工程投资及运行成本均较高，一般可采用经预处理后排人城市污水管道，送城市污水处理厂集中深度处理的方法;而灰渣特别是飞灰通常需用代价比较昂贵的安全处置法处理，如安全填埋、水泥或沥青固化后卫生填埋等。 4．焚烧技术的特点 城市生活垃圾处理的基本原则是无害化、减量化和资源化。垃圾焚烧技术与这些处理原则最为切合的是它卓越的减量化效果，通常垃圾焚烧技术可使处理的生活垃圾减重80%和减容叨%以上。这对城市生活垃圾处理管理目标的实现具有非常重要的意义。 垃圾焚烧处理所达到的无害化效应，亦曾受到普遍的认同。目前，因其烟气中可能含有难以控制的二