在城市化进程中,垃圾作为城市代谢的产物一度成为城市发展的负担。我国垃圾处理行业起步晚,但通过数年的发展,目前垃圾处理产业也初具规模。据数据显示,全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。随着社会各界对环境问题的重视程度不断提高,垃圾处理产业也得到了更多关注。
垃圾焚烧炉是目前最为广泛的处理设备,早期的焚烧炉由燃煤发电锅炉厂家生产制造,并不适用于生活垃圾的燃烧。随着垃圾焚烧工艺的发展,垃圾焚烧炉技术已经成熟,全世界各种型号的垃圾焚烧炉达到200多种,但应用广泛、具有代表性的垃圾焚烧炉技术主要有四大类,即机械炉排焚烧炉技术、流化床焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术和热解气化焚烧炉技术。在本文中,小编将整理一些相关资料,对目前关注度较高的的垃圾焚烧技术进行简单的阐述。
机械炉排焚烧炉是较早发展的垃圾焚烧炉型式,经过长期的发展,技术已经日趋完善,运行可靠性高,是目前垃圾焚烧炉市场上的主导产品。机械炉排焚烧炉对垃圾预处理要求低,对垃圾热值适用范围广,运行维护简便。此外,机械炉的单台处理能力较大,尤其适用于大规模垃圾集中处理。
机械炉排焚烧炉有多种结构和运动方式,但燃烧原理大体一致。各种炉排都会采用不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触,从而达到较理想的燃烧效果。但机械炉排焚烧炉的机械结构较为复杂,炉排的材质要求及加工要求较高,造价及维修费用也较为昂贵,在市场推广过程中比较有难度。
与机械炉排焚烧炉不同,流化床焚烧炉技术主要依靠炉膛内高温流化床料的高热容量、强烈掺混和传热的作用,从而让送入炉膛的垃圾快速升温着火,形成整个床层内的均匀燃烧。总体上,流化床焚烧炉是利用流态化技术进行垃圾的焚烧,在炉内有大量的石英砂作为热载体,垃圾在炉内悬浮燃烧。
但流化床焚烧炉对垃圾有严格的预处理要求,必须将垃圾破碎成较小的粒径方能入炉焚烧,导致预处理环节能耗高且对臭气控制要求严格。流化床焚烧炉的垃圾和床料处于流化状态,磨损严重,维修较频繁,年运行时间较机械炉排炉短。
不仅如此,目前国内垃圾热值较低,难以单独燃烧,需要与煤进行混烧。而其优点主要体现在燃烧速度快、燃尽率高、启停炉便捷,一般排出炉外的未燃物均在1%左右,是几种方式中最低的。另外,流化床焚烧炉的结构较简单,造价较低。
在所有的垃圾处理技术中,热解气化焚烧炉技术是目前最为先进的技术,这种焚烧炉在加拿大称为CAO(Controlled Air Oxidation),意思是控制空气氧化,在发达国家有少量的应用,目前国内还未引进。
热解气化焚烧炉有二个燃烧室,通过控制二个燃烧室的供风量和温度来实现热解气化和完全燃烧。在第一燃烧室供风量为理论需要空气量的70%-80%,温度控制在600-800°C,仅让部分固废燃烧,依靠其燃烧热使其余固废分解成为可燃气体;二燃室供风量为理论需要量的130%-200%,温度控制在1000°C左右,停留时间2秒,可燃气体充分燃烧,有毒有害气体完全分解,达到无害化。该项技术能有效抑制二噁英的产生,但垃圾处理规模较小、系统复杂且成本高,在推广方面难度十分高。
但不论是采用何种窑炉技术,如何因地制宜地与当地其他垃圾处理形成一个科学环保的处理系统也十分重要。从事固体废弃物研究接近40年的环境化学家、环境工程高级工程师吕正雄曾指出,并不是所有的城市垃圾都可以使用焚烧的方式进行处理,对于固体废弃物而言,焚烧之后所产生的二次污染情况比垃圾本身的危害要高得多。如何进一步将垃圾焚烧科学化,目前还有待各界人士加以商讨。
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