城市生活垃圾清潔焚燒爐初步可行性分析
一、 概述
城市生活垃圾及其它固體廢棄物的處理已成為我國環(huán)境保護的熱點問題,有效地做到減量化、無害化和資源化是處理的基本要求。在諸多處理方法中,采用高溫焚燒并回收能量是最佳途徑之一,某大學熱能系對固體廢棄物的清潔焚燒進行了多年的研究、開發(fā)、完成了大量的冷態(tài)、熱態(tài)試驗,所取得的成果已形成了先進的、較為完整的技術(shù)體系,并以自己的多項專利為基礎(chǔ)開發(fā)了系列清潔焚燒裝置。
本裝置主要采用適合中國國情的循環(huán)流化床焚燒方式,具有以下優(yōu)點:
(1)減容量大,焚燒充分,能量回收率高
可燃質(zhì)的燃燒效率大于99%。由于燃燒充分,熱量釋放完全,再加上有效的熱回收裝置,可比國外的焚燒爐能量回收率有較大提高。
(2)污染物排放少,不對環(huán)境造成二次污染
合理高效而清潔地組織燃燒過程(如采用低排放量NOx燃燒技術(shù),爐內(nèi)脫硫,脫HCI),可以盡量抑制或減少Nox、Sox、HCI在焚燒爐爐膛出口的含量,再在尾部采取經(jīng)濟有效的氣體污染物脫除裝置,可以充分保證Nox、Sox、HCI的低排放量,不對環(huán)境造成二次污染。
由于合理組織爐內(nèi)流場、溫度場,使氣體有機物在高溫的氧化氣氛下充分燃盡,不會造成二惡英、味喃類中間產(chǎn)物的排放。高溫焚燒后的灰渣可制成磚或水泥,也可用于填充修路,對垃圾池的污水進行高溫消毒,凈化后排放。
(3)解決爐內(nèi)腐蝕、磨損問題,維修量小
在結(jié)構(gòu)和材料兩方面采取防磨措施,防止爐內(nèi)受熱發(fā)生的高溫腐蝕和低溫腐蝕,并在整個爐膛、煙道采取防磨措施,具備良好的抗磨損性能,因而焚燒爐的整體維修量很小。
(4) 適用中國國情,對垃圾無分選和品質(zhì)要求
由于采取了特殊的進料和排渣技術(shù),對垃圾無分選、破碎要求,只要是生活垃圾,就可以充分地燃燒。只有在垃圾熱值不足以維護自平衡時,才需投煤助燃、穩(wěn)燃。
(5)爐型先進,技術(shù)可靠
積某大學近三十年的流化床煤清潔燃燒技術(shù)的經(jīng)驗,在充分考慮國外先進技術(shù)與中國國情結(jié)合的情況下,把煤燃燒技術(shù)轉(zhuǎn)移到垃圾焚燒上,技術(shù)可靠,結(jié)構(gòu)合理。
(6)焚燒爐本體投資小,運行及維修費用低。
國產(chǎn)化流化床焚燒爐,投資只有國外同容量設(shè)備的五分之一左右。運行中由于能量的回收率高,采用了充分的防磨、防腐蝕技術(shù),維修費用低。
二、 設(shè)計參數(shù)
(1) 單爐垃圾處理 300 t /d (2) 焚燒鍋爐臺數(shù) 4臺 (3) 年運時間 >700小時 (4) 垃圾低位發(fā)熱量 500kj/kg(4180-kj/kg) (5) 垃圾水分 20—45% (6) 垃圾焚燒溫度 800-955℃ (7) 過量空氣系數(shù) 1.5-1.7 (8) 汽輪發(fā)電機 3000KW/臺 (9) 汽輪發(fā)動機臺數(shù) 3臺 (10) 有害物排放濃度 煙塵 <30mg/m3 HCL <50 mg/m3 NOX <500 mg/m3 SOX <200 mg/m3 CO <60 mg/m3 |
三、 經(jīng)濟效益分析
三臺汽輪發(fā)電機總發(fā)電功率為9000KW,自用電為2000KW,外供700KW,全年運行7000小時,共外7000=4.9107KW.h,每度電售價按0.3元考慮,則年售電收入1470萬元,如果鍋爐產(chǎn)生蒸汽不僅發(fā)電,而且進行供熱,效益會更好。回收的廢金屬可外售,焚燒后的灰渣可作建筑原料,也可有少量收入,此外,工程建成后,每年減少垃圾填埋量約26萬噸,每噸填埋費按25元計,每年可節(jié)省填埋費650萬元,同時可減少用于填埋的占地約30畝,又可節(jié)省一筆土地征用費,并節(jié)約了土地資源。
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