CN1844744B

CN1844744B - 一种城市生活垃圾焚烧发电工艺

Info

Publication number: CN1844744B
Application number: CN200610012420A
Authority: CN
Inventors: 王安平
Original assignee: Shen Zhen A Mart Industrial Co ltd
Current assignee: Shenzhen Aimate Industry Co., Ltd.
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: CN1844744A; WO2007093117A1

Abstract

一种城市生活垃圾焚烧发电工艺，它是采用先将生活垃圾进行分拣、破碎处理，分拣、破碎处理后进行蒸发，沥离处理，二次细粉碎，随之添加助剂后进行挤压造粒，将挤压造粒处理后的垃圾，进行烘干处理，经上述处理后的粒状垃圾在三段式裂解气化焚烧炉内进行焚烧，对焚烧炉尾气进行余热回收；生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽，本发明垃圾颗粒燃料大气排出物，低于所有欧洲、美国和独联体已有的大气污染标准，垃圾处理费用低，尾气进行余热回收；除可生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽外，还可用于对燃料进行烘干处理，提高能量利用率。

Description

一种城市生活垃圾焚烧发电工艺

所属技术领域

本发明属于一种环保技术领域中的垃圾处理，特别是一种城市生活垃圾焚烧发电工艺。

背景技术

随着人类的不断发展和进步以及环保意识的加强，城市垃圾中所含的废弃物的种类越来越多，城市垃圾的处理越来越受到世界环保组织和各国环保组织的重视。传统的垃圾处理方式中，卫生填埋法：因占地面积大，处理费用高，浪费大量土地资源，而适用价值逐渐降低。堆肥法：因有机物的利用不完全，肥料成份复杂，减量化较小等因素，将逐步被淘汰。垃圾的焚烧发电因其具有的许多独特优点将逐步成为城市生活垃圾无害化处理的主流。主要表现在：1、垃圾经焚烧处理后，垃圾中的病原体彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求，无害化程度高。2、垃圾经焚烧后可减重80％，减容90％以上，减量效果好，节约大量土地。3、尾气、热能可充分回收和利用。现有技术中的垃圾焚烧发电的工艺过程是，垃圾接收-垃圾储存-焚烧炉投料-(添加煤或重油等物质)焚烧炉焚烧-蒸汽锅炉-蒸汽发电。现有技术中由于采用垃圾直接焚烧的处理方法，普遍存在设备普遍运行效果差，各项指标长期达不到设计要求。现有技术中平均垃圾电能热回收率在5％～8％，最高为10％，垃圾的减容率为60％～80％，二口恶英排放浓度长期不达标；炉渣中可燃物含量≥10％，炉渣热灼减率≥5％，受垃圾水份和发热值限制，长期添加大量的助燃物质煤或重油，添加量高达15％～30％，大幅提高处理成本。尾气中飘浮物和重金属较高，长期不达标排放。垃圾焚烧炉处理运行费用，高达60～90元/t鲜垃圾，同时尾气及炉渣的二次污染问题至今尚未完全解决，阻碍了整个技术的推广及应用。

现有技术中垃圾焚烧发电系统在运行过程中普遍存在1、由于国内垃圾含水率高，发热值低，需添加大量助燃物质和热能补充物质。2、受垃圾粒度及各组分燃烧特性影响，焚烧过程停留时间不易控制，不完全燃烧情况突出，既加大排渣量，又影响尾气排放质量，热能利用率低。3、受垃圾不稳定成份影响，炉内温度分布不均匀，焚烧质量差。4、垃圾经简单处理，甚至于不处理，直接进焚烧炉，炉内孔隙率低，炉膛填充系数大，故与空气混合程度低，不利于燃烧。5、原生垃圾受热后因其着火点差距大，容易出现局部塌陷，影响氧气供应，造成尾气排放质量差。

发明的内容

克服现有技术存在的技术不足，本发明的目的在于提供一种提高焚烧炉的运行质量，加大热能利用率和电能输出，尾气排放污染小，治理成本，垃圾焚烧炉处理运行费用低的一种城市生活垃圾焚烧发电工艺。

本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：城市生活垃圾焚烧发电工艺，该工艺采用以下步骤：

a.对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，分拣出垃圾中的金属等可回收硬性物料，分拣后将垃圾破碎；

b.将分拣、破碎处理后的垃圾，在通风仓储式沥离仓内进行有效的水份蒸发，沥离；

c将蒸发，沥离处理后的垃圾，进行二次细粉碎；随之添加助剂后进行挤压造粒；

d将挤压造粒处理后的垃圾，进行烘干处理；

e将经上述处理后的粒状垃圾，在三段式裂解气化焚烧炉内，进行焚烧；

f对焚烧炉尾气进行余热回收；生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽。

对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，使金属等可回收硬性物料分离率大于80％，破碎到块度小于80mm，袋装垃圾包装袋撕开破袋率≥95％，出料块度≤80mm；垃圾蒸发，沥离时对垃圾在充氧正压下，翻拌充分混合，保证垃圾中物料热值差距不道20％，并将垃圾中水分降到≤38％。挤压造粒的垃圾，粒形呈圆柱状，直径20～35mm，长度40～100mm。

挤压造粒处理后的垃圾，利用余热锅炉尾气对颗粒燃料进行烘干处理，使造粒处理后的垃圾的烘干处理至水分≤25％。在三段式裂解气化焚烧炉内焚烧时，第一燃烧室在负压控氧下：温度900～1000℃，炉堂氧气浓度≤5％，第二燃烧室：温度1200～1500炉堂氧气浓度：≥10％；回流烟气温度1200～1500℃，第三燃烧室：喷燃中心温度2100～2500℃，炉堂氧气浓度：≥15％，同时利用高压风机推进将第一燃烧室气化的可燃气体经第二燃烧室送至第三燃烧室。

本发明实现的有益效果是：垃圾颗粒燃料焚烧炉的大气排出物，远远低于所有欧洲、美国和独联体已有的大气污染标准，同时完全符合京都议定书规定，垃圾处理费用低，余热锅炉对焚烧炉尾气进行余热回收；除可生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽外，余热锅炉尾气送回颗粒燃料制作工序，用于对燃料进行烘干处理，提高能量利用率。

以下结合实施例对本发明进行详细说明

根据中国城市生活垃圾现状，为提高垃圾的燃烧值和、效燃烧和余热利用本发明采用以下工艺步骤实现；

a，对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，分拣出垃圾中的金属等可回收硬性物料，分拣后将垃圾破碎，垃圾的有效分检及破碎，该工艺分别设计大件分选和一体化破袋、分检、破碎机械加工，及人工辅助分选相结合的方法实现进行，对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，使金属等可回收硬性物料分离率大于80％，破碎到块度小于80mm，袋装垃圾包装袋撕开破袋率≥95％，出料块度≤80mm，

b由于中国垃圾含水率平均在35％～55％之间，为确保焚烧的低燃点和发热值的有效利用，将蒸发，沥离处理后的垃圾，在通风仓储式沥离仓内进行有效的水份蒸发，沥离，垃圾蒸发，沥离时对垃圾在充氧正压下，翻拌充分混合，保证垃圾中物料热值差距不道20％，并将垃圾中水分降到≤38％。

c进行二次细粉碎；随之添加煤或重油等助剂后进行挤压造粒，挤压造粒的垃圾，粒形呈圆柱状，直径20～35mm，长度40～100mm。挤压造粒后的垃圾进行烘干处理，烘干处理是利用余热锅炉尾气对颗、对含水30％左右的成型颗粒燃料在150℃进气温度下进行粒燃料进行烘干处理，使造粒处理后的垃圾的烘干处理至水分≤25％。确保焚烧炉进料水份≤25％，燃料热值≥2100Kcal/kg；

d将经上述处理后的粒状垃圾，在三段式裂解气化焚烧炉内，进行焚烧，在三段式裂解气化焚烧炉内焚烧时，第一燃烧室在负压控氧下：温度900～1000℃，炉堂氧气浓度≤5％，第二燃烧室：温度1200～1500℃，炉堂氧气浓度：≥10％；回流烟气温度1200～1500℃，第三燃烧室：喷燃中心温度2100～2500℃，炉堂氧气浓度：≥15％，同时利用高压风机推进将第一燃烧室气化的可燃气体经第二燃烧室送至第三燃烧室.当系统温度不在设计参数范围内时，根据氧气浓度情况首先调整回流烟气量，达到温度指标；当氧气浓度低于设计要求，再调整燃料进料量确保系统按上述技术参数正常工作.

e对焚烧炉尾气进行余热回收；生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽。发电用汽轮机：根据地区差异，若需热电联产对外输送蒸汽采用透平式汽轮机，以实现最佳的热能利用。若不需热电联产对外输送蒸汽，则采用凝汽式汽轮机，实现水的循环利用减少耗水量。

本发明实施例优点在于，见下例表中主要技术指标参数，

本发明实施焚烧炉主要排放技术指标参数如下：

污染物名称	计量单位	中国标准Cwkw3-2000	欧共体91标准	新型垃圾颗粒燃料焚烧炉主要排放指标
污染物名称	计量单位	中国标准Cwkw3-2000	欧共体91标准	新型垃圾颗粒燃料焚烧炉主要排放指标	烟尘	mg/m<sup>3</sup>	80	30	≤1.6
烟气黑度		1	-	-	烟尘	mg/m<sup>3</sup>	80	30	≤1.6
烟气黑度		1	-	-	HCI	mg/m<sup>3</sup>	75	≤50	≤0.3
HF	mg/m	-	2-4	0.012	HCI	mg/m<sup>3</sup>	75	≤50	≤0.3
HF	mg/m	-	2-4	0.012	SO<sub>2</sub>	mg/m<sup>3</sup>	260	300	≤60
NO<sub>x</sub>	mg/m<sup>3</sup>	400	400	≤300	SO<sub>2</sub>	mg/m<sup>3</sup>	260	300	≤60
NO<sub>x</sub>	mg/m<sup>3</sup>	400	400	≤300	CO	mg/m<sup>3</sup>	150	100	≤50
重金属	mg/m<sup>3</sup>mg/m<sup>3</sup>mg/m<sup>3</sup>	Hg＝0.2cd＝0.2pb＝1.6	≤0.2≤0.1≤5	≤0.03≤0.005≤0.05	CO	mg/m<sup>3</sup>	150	100	≤50
重金属	mg/m<sup>3</sup>mg/m<sup>3</sup>mg/m<sup>3</sup>	Hg＝0.2cd＝0.2pb＝1.6	≤0.2≤0.1≤5	≤0.03≤0.005≤0.05	二恶英及呋喃	ng/m<sup>3</sup>	1	≤0.1	≤0.001

本发明与现有技术主要经济技术指标对比分析如下：

序号	项目	现有垃圾焚烧发电系统	本发明垃圾焚烧发电系统
序号	项目	现有垃圾焚烧发电系统	本发明垃圾焚烧发电系统	1	对原生垃圾要求	Q<sup>y</sup><sub>dw</sub>≥1000Kcal/kg	Q<sup>y</sup><sub>dw</sub>≥600Kcal/kg
2	焚烧炉热负荷范围	8×10<sup>4</sup>～15×10<sup>4</sup>Kcal/m<sup>3</sup>h	1.5×10<sup>4</sup>～25×10<sup>4</sup>Kcal/m<sup>3</sup>h	1	对原生垃圾要求	Q<sup>y</sup><sub>dw</sub>≥1000Kcal/kg	Q<sup>y</sup><sub>dw</sub>≥600Kcal/kg
2	焚烧炉热负荷范围	8×10<sup>4</sup>～15×10<sup>4</sup>Kcal/m<sup>3</sup>h	1.5×10<sup>4</sup>～25×10<sup>4</sup>Kcal/m<sup>3</sup>h	3	焚烧尾气出口温度	724～1050℃	2100℃～2500℃
4	垃圾在焚烧炉停留时间	1.5h～2.5h	0.5h～0.75h	3	焚烧尾气出口温度	724～1050℃	2100℃～2500℃
4	垃圾在焚烧炉停留时间	1.5h～2.5h	0.5h～0.75h	5	焚烧炉渣热灼减率	5％～10％	0.3％以下
6	垃圾发电效率	100～220度/吨.垃圾	300～600度/吨.垃圾	5	焚烧炉渣热灼减率	5％～10％	0.3％以下
6	垃圾发电效率	100～220度/吨.垃圾	300～600度/吨.垃圾	7	高热值物料添加	15％～30％(以加煤为参照)	不需要
8	三废排放指标	达到我国国家标准	达到新京都议定书标准	7	高热值物料添加	15％～30％(以加煤为参照)	不需要
8	三废排放指标	达到我国国家标准	达到新京都议定书标准	9	垃圾发电成本	90-120元人民币/吨垃圾	40-60元人民币/吨垃圾
10	焚烧炉渣产生率	入炉重量的30～40％	入炉重量的30～40％	9	垃圾发电成本	90-120元人民币/吨垃圾	40-60元人民币/吨垃圾
10	焚烧炉渣产生率	入炉重量的30～40％	入炉重量的30～40％	11	焚烧炉渣处理方式	填埋，防渗透	火山灰成分，直接销售
12	系统盈利指标	基本不盈利	盈利50-100元/吨垃圾	11	焚烧炉渣处理方式	填埋，防渗透	火山灰成分，直接销售

Claims

1.一种城市生活垃圾焚烧发电工艺，其特征在于：该工艺采用以下步骤：

a、对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，分拣出垃圾中可回收硬性物料，分拣后将垃圾破碎；

b、将分拣、破碎处理后的垃圾，在通风仓储式沥离仓内进行有效的水份蒸发，沥离；

c、将蒸发，沥离处理后的垃圾，进行二次细粉碎；随之添加助剂后进行挤压造粒；

d、将挤压造粒处理后的垃圾，进行烘干处理；

e、将经上述处理后的粒状垃圾燃料，在三段式裂解气化焚烧炉内，进行焚烧；

f、对焚烧炉尾气进行余热回收生产满足发电汽轮机需要的过热蒸汽。

2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾焚烧发电工艺，其特征在于：对焚烧的垃圾进行分拣、破碎，使可回收硬性物料分离率大于80％，破碎到块度小于100mm，袋装垃圾包装袋撕开破袋率≥95％，出料块度≤100mm。

3.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾焚烧发电工艺，其特征在于：垃圾蒸发，沥离时对垃圾在充氧正压下，翻拌充分混合，保证垃圾中物料热值均匀，并将垃圾中水分降到≤38％。

4.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾焚烧发电工艺，其特征在于：在三段式裂解气化焚烧炉内焚烧时，第一燃烧室在负压控氧下：温度900～1000℃，炉堂氧气浓度≤5％，第二燃烧室：温度1200～1500炉堂氧气浓度：≥10％；回流烟气温度1200～1500℃，第三燃烧室：喷燃中心温度2100～2500℃，炉堂氧气浓度：≥15％，同时利用炉膛负压将第一燃烧室气化的可燃气体送至第三燃烧室。