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城市生活垃圾焚燒技術(shù)的優(yōu)缺點比較分析
通過對垃圾焚燒技術(shù)的對比,歸納出各種焚燒方式的優(yōu)缺點，從中可見流化床垃圾焚燒綜合性能較為*，尤其是我國的垃圾熱值相對偏低，要實現(xiàn)其穩(wěn)定燃燒，流化床無疑是*選擇。因此對我國目前城鎮(zhèn)zui有發(fā)展前景的垃圾焚燒爐應(yīng)為流化床爐。
各國已投入運行的垃圾焚燒爐燃燒方式有：
1．多級階梯式鏈條爐排，傾斜往復(fù)式爐排和反送式的馬丁爐排等爐排爐；
2．流化床焚燒爐；
3．旋轉(zhuǎn)式燃燒--回轉(zhuǎn)爐；
以下就上述三種焚燒處理技術(shù)做簡單介紹，并進行比較分析。
多級階梯爐排爐
多級階梯爐排是由往復(fù)移動部件組成，垃圾經(jīng)由給料裝置推送至傾斜之爐排上，在爐內(nèi)高溫加熱，使得部份垃圾得以干燥，另經(jīng)爐排的運動除將垃圾往前推送外，并將垃圾層松化及均能經(jīng)歷干燥、燃料及后燃等各階段，以達*燃燒。目前應(yīng)用中的多級階梯式有很多種，爐排設(shè)計大多屬于設(shè)計廠商的，如我國深圳引進的新爐排即是德國。
不過轉(zhuǎn)動式爐排爐排汽化容易堵塞，維修工作量大，大件物品夾住的可能性較大，移動式爐排占地面積大，風(fēng)道系統(tǒng)復(fù)雜，對高水份、低值的垃圾焚燒還不*，著火較為困難，使用較少。扇形反轉(zhuǎn)式爐排由于燃燒不易控制，爐溫較高，還處在不斷完善階段。
馬丁爐排由于國內(nèi)還未能自行制造，必須進口國外設(shè)備，造價昂貴。一般中小城鎮(zhèn)無法承受其投資費用。我國僅有深圳市引進了日本的三臺馬丁爐運行較好，不過馬丁爐排的燃燒工況較易受垃圾品位波動的影響。
爐排爐的優(yōu)點是不需要對垃圾進行預(yù)處理。技術(shù)比較成熟，國外應(yīng)用較廣泛，其不足之處如下：
1．爐排必須耐熱，在連續(xù)運行期間，熱應(yīng)力必須不變，這樣爐排對材質(zhì)要求高，而且爐排加工復(fù)雜，由于爐排需轉(zhuǎn)動，可靠性低及能耗高構(gòu)成其問題。
2．由于垃圾成份復(fù)雜，普通爐排維持在整個爐排內(nèi)均勻移動，均勻*地燃燒是困難的。
3．爐排難以適應(yīng)水份變動范圍較寬的垃圾焚燒，因為水份較高的垃圾需較寬的干燥區(qū)，這給水份高的垃圾*燃燒帶來困難。
4．爐溫較難控制，垃圾的熔渣在1000℃以上和1050--1100℃時處于軟化和粘性狀態(tài)，成為特殊的腐蝕性物質(zhì)，可能腐蝕爐壁，同時在高溫狀態(tài)下Nox濃度上升。
5．爐排爐不易實現(xiàn)大型化，難以實現(xiàn)爐內(nèi)脫除HCI氣體，需要在尾部加裝專門的和HCI脫除設(shè)備，增加了投資費用。
6．難予處理垃圾滲濾液需設(shè)置專門污水處理設(shè)施。
7．爐排爐的爐排不僅制造復(fù)雜，成本高，而且體積龐大，占地面積大，因而不適合于中小城鎮(zhèn)垃圾處理量不十分大的場合。
回轉(zhuǎn)爐
回轉(zhuǎn)爐焚燒系統(tǒng)系衍生于已廣泛用于水泥工業(yè)中耐火磚襯里回轉(zhuǎn)鍛燒窯設(shè)計。垃圾由傾斜且緩慢旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)窯上方前端送入，藉由旋轉(zhuǎn)速度控制垃圾前進速度，使垃圾在窯內(nèi)往前輸送過程中完成干燥、焚燒及灰冷卻之過程，而冷卻后之灰渣由爐窯下方末端排出。回轉(zhuǎn)窯整個爐體可由冷卻水管及有孔鋼板焊接形成桶形，也可由鋼制圓桶內(nèi)部加裝防火襯組成，爐體向下方傾斜，分成干燥燃燒及后燃燒三區(qū)段，并由前后兩端特殊輪子支撐。特殊輪子則由四個滾輪支持，由鏈輪驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動輪子而旋轉(zhuǎn)爐體，垃圾在爐體上，因旋轉(zhuǎn)而獲得良好的翻攪及向前輸送，預(yù)熱空氣由底部穿過有孔鋼板至窯內(nèi)，使垃圾能*燃燒。
回轉(zhuǎn)窯燃燒適應(yīng)性廣，可焚燒不同性能的廢棄物，此種爐型機械零件比較少，故障少，可以長時間連續(xù)運行。但回轉(zhuǎn)窯的熱效率低，如需輔助燃料時消耗較多，排出氣體的溫度低，有惡臭，需要脫臭裝置或?qū)敫邷睾笕际曳贌?，由于窯身較長，占地面積大，且后燃室的爐排結(jié)構(gòu)要求較為嚴(yán)格，因此其成本高，價格較昂貴。
城市生活垃圾焚燒爐在發(fā)達國家已是比較成熟的技術(shù)，發(fā)達國家焚燒的垃圾熱值大多在2000kcal/kg以上。國內(nèi)目前自行開發(fā)研制的城市生活垃圾焚燒爐多屬于簡易焚燒爐，尚不能實現(xiàn)焚燒和低污染排放。引進爐排焚燒爐則價格昂貴，經(jīng)濟性較差，難推廣應(yīng)用。
流化床爐
流化床爐燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代初得到迅速發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)。采用該技術(shù)的焚燒爐的基本特征在于在爐膛下部布置有耐溫的布風(fēng)板，板上裝有載熱的惰性顆粒，通過床下布風(fēng)，使惰性顆粒呈沸騰狀，形成流化床段，在流化床段上方設(shè)有足夠高的燃燼段（即懸浮段）。
一般物料投入流化床后，顆粒與氣體之間傳熱和傳質(zhì)速率高，物料在床層內(nèi)幾乎呈*混合狀態(tài)，投向床層的廢棄物能迅速分散均勻。由于載熱體貯蓄大量的熱量，可以避免投料時爐溫急劇變化，床層的溫度保持均一，避免了局部過熱，因此床層溫度易于控制。同時它具有燃料效率高，負荷調(diào)節(jié)范圍寬，污染物排放低，熱強度高，適合燃用低熱值燃料等優(yōu)點?？梢哉f我國目前在中小城鎮(zhèn)zui有發(fā)展前景的垃圾焚燒爐為流化床爐。尤其是我國的垃圾熱值相對偏低，要實現(xiàn)其穩(wěn)定燃燒，流化床焚燒技術(shù)無疑是*選擇。
流化床焚燒爐的優(yōu)點主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
1．操作方便、運行穩(wěn)定。垃圾經(jīng)破碎混合后，質(zhì)地相對均勻，流化床床料為石英砂蓄熱量大，因而避免了床的急冷急熱現(xiàn)象，使燃料穩(wěn)定。垃圾的干燥、著火、燃燒與后燃燒幾乎同時進行，無需復(fù)雜的調(diào)整，燃燒控制容易，并易于實現(xiàn)自動化，能在極短時間內(nèi)完成起動或停止，因此可實現(xiàn)連續(xù)燃燒。
2．耐久性好，使用壽命長。爐內(nèi)沒有機械運動部件，故使用壽命長。由于燃燒均勻，不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，加之爐子為箱式結(jié)構(gòu)，與耐火材料的熱膨脹相適應(yīng)，因此在一定程度避免了耐火材料的損壞。
3．可采取全面的防二次污染的措施，對焚燒時產(chǎn)生的有害物質(zhì)進行了處理，如不加任何附加設(shè)備，僅以流化床所*的燃燒方式就可把Nox含量降到100ppm以下。
流化床焚燒爐以其本身的特點，減少了廢水的產(chǎn)生量。爐渣呈干態(tài)排出，無渣坑廢水，亦不需處理重金屬污水的設(shè)備。垃圾槽內(nèi)的廢水可向焚燒爐內(nèi)噴散霧化焚燒處理。
4．流化床焚燒爐由于爐內(nèi)燃燒強度和傳熱強度高，相同垃圾處理量的流化床爐體積比爐內(nèi)要小，故而投資省，適用于大型化發(fā)展。
5．燃料適應(yīng)性廣，可燃燒高水份，低熱值，高灰份的垃圾，床內(nèi)混合均勻，燃燼度高，使垃圾容積大大減少，特別適合垃圾熱值隨季節(jié)性變化很大的特點。
6．爐子構(gòu)造簡單，爐內(nèi)沒有運動部分。
綜合上述三種垃圾焚燒爐型的介紹，歸納出各種焚燒方式的優(yōu)缺點，從中可見流化床垃圾焚燒綜合性能較為*，尤其是我國的垃圾熱值相對偏低，要實現(xiàn)其穩(wěn)定燃燒，流化床無疑是*選擇。因此對我國目前城鎮(zhèn)zui有發(fā)展前景的垃圾焚燒爐應(yīng)為流化床爐。