1引言
中國(guó)垃圾的特點(diǎn)是，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的城市、地區(qū)，廢棄物產(chǎn)生量和垃圾中可燃燒物的含量越高。因此，這些城市、地區(qū)的生活垃圾采用焚燒處理較為合理。中國(guó)各大城市的生活垃圾增長(zhǎng)速度很快，年均增長(zhǎng)率超過(guò)9.5%，2001年城市垃圾達(dá)1.7億噸之多，歷年堆存量已超過(guò)60億噸。常用的垃圾處理方法有：衛(wèi)生填埋法、堆肥法、生物化學(xué)法、熱解氣化法和焚燒法等。垃圾既是一種廢棄物又是一種可以利用的資源，采用焚燒法處理，是垃圾減容化、無(wú)害化、能源化及綜合利用的最有效方法之一。
因此，焚燒法在國(guó)際上已得到廣泛應(yīng)用，在中國(guó)也具有十分廣闊的發(fā)展前景。城市垃圾焚燒處理的優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)大幅度的減容（燃燒后體積可減少90%以上）；可回收能量用于供熱和發(fā)電；通過(guò)合理控制可減少二次污染的產(chǎn)生及凈化尾部煙氣；處理速度快、儲(chǔ)存期短，不需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)?。清華大學(xué)熱能工程系長(zhǎng)期以來(lái)一直從事能源開(kāi)發(fā)與利用、環(huán)境保護(hù)、煤清潔燃燒技術(shù)等基礎(chǔ)研究和工業(yè)化應(yīng)用，特別是對(duì)流化床燃燒技術(shù)用于固體廢棄物燃燒的探索和實(shí)踐，已有幾十年的歷程。在綜合國(guó)外技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，已開(kāi)發(fā)出一種適合中國(guó)國(guó)情的流化床廢棄物焚燒技術(shù)及多種廢棄物焚燒技術(shù)，在能源環(huán)境及污染控制方面為社會(huì)提供了全面有效的解決方案。
2垃圾焚燒能源化利用方法
2.1系統(tǒng)流程垃圾庫(kù)儲(chǔ)存能力為系統(tǒng)日處理能力的4～5倍，垃圾倉(cāng)和煤倉(cāng)布置在爐前，待焚燒垃圾和摻燒的煤，均由爐前給料機(jī)送入爐內(nèi)混合燃燒（見(jiàn)圖1）。鍋爐一次風(fēng)，由送風(fēng)機(jī)將源于垃圾密封倉(cāng)的空氣，經(jīng)空氣預(yù)熱器后送入燃燒室，使鍋爐內(nèi)的垃圾沸騰燃燒。懸浮段的二次風(fēng)，由垃圾倉(cāng)通風(fēng)口經(jīng)空氣散熱器后送入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)燃燒充分，減少未完全燃燒的熱損失。
一、二次風(fēng)源于垃圾倉(cāng)，能保持垃圾倉(cāng)一定的負(fù)壓，防止臭氣的外溢。在爐內(nèi)布置受熱面，使燃燒生成的爐膛煙氣出口溫度保持在850～950℃之間，保證懸浮段的燃燒強(qiáng)度，提高鍋爐的燃燒效率。煙氣出爐膛后分別與對(duì)流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器進(jìn)行熱交換，排煙溫度為150℃。鍋爐給水經(jīng)加熱后由引出管引出，供用戶(hù)使用。煙氣經(jīng)除塵設(shè)備，并經(jīng)凈化系統(tǒng)去除SO2、HCl等有害氣體，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)后通過(guò)煙囪排至大氣。
2.2垃圾預(yù)處理系統(tǒng)
2.2.1分選、篩選及破碎垃圾處理車(chē)間建在垃圾處理場(chǎng)或垃圾場(chǎng)附近，把運(yùn)到的垃圾過(guò)秤、分選、過(guò)篩、破碎，去除大部分石塊、磚瓦、金屬、玻璃等不可燃物，然后用輸送皮帶送到垃圾車(chē)再送到密封的垃圾倉(cāng)。其流程為：從市區(qū)運(yùn)來(lái)的垃圾過(guò)篩后，由輸送皮帶送至料斗，再由輸送皮帶上方的除鐵器把垃圾中的廢鐵選出；皮帶把垃圾送入分選機(jī)，將較輕的物料分選出來(lái)，然后送入垃圾破碎機(jī)破碎；較重物料進(jìn)入振動(dòng)篩，篩下物大多為不可燃物，運(yùn)走另行處理；篩上物料經(jīng)由上料機(jī)給垃圾破碎機(jī)上料，皮帶末段的永磁滾筒對(duì)破碎后的垃圾再進(jìn)行一次除鐵。破碎前，垃圾儲(chǔ)倉(cāng)底部建有污水池，定期將垃圾流出的污水用泵送入鍋爐燒掉。該儲(chǔ)倉(cāng)為半密封式，并安裝引風(fēng)機(jī)將臭氣抽出。
2.2.2爐前上料系統(tǒng)在密閉的垃圾倉(cāng)中，破碎后的燃用垃圾,用天車(chē)送至爐前上料皮帶，再由皮帶送入爐前料斗，并由專(zhuān)用給料器送入鍋爐燃燒。垃圾倉(cāng)內(nèi)有1個(gè)垃圾坑、2臺(tái)天車(chē)和專(zhuān)用抓料斗及4臺(tái)螺旋給料機(jī)。垃圾倉(cāng)上方設(shè)有控制室，操作人員可透過(guò)玻璃和監(jiān)視系統(tǒng)控制倉(cāng)內(nèi)的天車(chē)翻運(yùn)垃圾，給料、上料。鍋爐的助燃空氣從封閉的垃圾庫(kù)引出，以防止臭氣外溢，污染環(huán)境。
2.3煤及石灰石預(yù)處理系統(tǒng)日耗煤量需根據(jù)垃圾的工業(yè)分析數(shù)據(jù)確定。而石灰石的消耗量將根據(jù)垃圾中氯、硫成分和摻煤量多少?zèng)Q定。煤和石灰石分別由煤場(chǎng)和石灰石庫(kù)儲(chǔ)存，再送至爐前料倉(cāng)，最后入爐內(nèi)燃燒。
2.4燃燒系統(tǒng)采用循環(huán)流化床來(lái)混合燃燒垃圾與煤，充分發(fā)揮循環(huán)流化床清潔燃燒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。煤除起到助燃作用外，還可以利用粉煤灰作為硫、氯等污染成分脫出的載體和催化劑，在燃燒過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)二次污染排放的有效控制。垃圾摻煤燃燒還將有助于改善燃燒狀況，大大降低二惡英等有害物質(zhì)的產(chǎn)生和排放。采用流化床鍋爐的類(lèi)型，應(yīng)根據(jù)垃圾采樣分析的結(jié)果而定。
2.5煙氣凈化系統(tǒng)城市垃圾中的氯、硫含量較高，經(jīng)焚燒后生成較高濃度的SO2和HCl氣體，需要對(duì)煙氣進(jìn)行凈化處理，去處有害氣體，以保證鍋爐尾部煙氣排放符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。煙氣處理系統(tǒng)包括除塵系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、和煙道系統(tǒng)等。
（1）灰塵處理系統(tǒng)。由于垃圾燃燒的灰分較高，飛灰份額也高，而且粒度分布寬，煙氣含水量高，適宜采用二級(jí)除塵的方案。
（2）煙氣凈化系統(tǒng)。主要包括紙漿、反應(yīng)塔、副產(chǎn)物的處理及各部分的控制等。在反應(yīng)塔內(nèi)，煙氣與去除劑循環(huán)液相接觸，煙氣中的SO2、HCl等與去除劑發(fā)生發(fā)應(yīng)，將SO2、HCl除去。同時(shí)控制器根據(jù)漿液的濃度、pH值、反應(yīng)塔的溫度、濃度、煙氣等有害氣體的含量和濃度等,及時(shí)調(diào)整凈化系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀況,以保證最終凈化效果。
（3)煙道系統(tǒng)。由煙道、煙道閥、煙氣混合器、煙囪、膨脹閥等組成。
2.6除灰渣系統(tǒng)由鍋爐出來(lái)的灰渣經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后運(yùn)走,根據(jù)灰渣的成分及當(dāng)?shù)刭Y源情況，還可以再利用，如作為水泥原料等。
2.7鍋爐監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)流化床焚燒的熱工測(cè)量與控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集中控制。監(jiān)控調(diào)節(jié)在主控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在垃圾預(yù)處理及焚燒的重要地點(diǎn)安裝工業(yè)電視，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)還裝有SO2、O2、NOX[/i]、CO、HCl在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、除塵控制、凈化控制等系統(tǒng)。
2.8熱利用系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水和蒸汽,可供附近熱用戶(hù)或溴化鋰制冷機(jī)組等工業(yè)應(yīng)用；產(chǎn)生的蒸汽還可供汽輪機(jī)組發(fā)電用，余氣用來(lái)供熱。
3垃圾焚燒熱電工程實(shí)例河南省許昌市正在建設(shè)處理量為400t/d的垃圾焚燒熱電廠(chǎng)。為了保證該市垃圾能夠達(dá)到連續(xù)處理的要求，焚燒熱電廠(chǎng)裝機(jī)容量為2臺(tái)75t/h循環(huán)流化床焚燒鍋爐，采用一開(kāi)一備的運(yùn)行模式，每臺(tái)鍋爐的垃圾處理量為400t/d。