垃圾焚烧炉的对比与选型.docx

生活垃圾焚烧的重要性及焚烧炉型的选定

简述了垃圾焚烧在城市垃圾处理中的必然趋势，以及垃圾焚烧的前景。并结合工程实
例，介绍了垃圾焚烧炉的炉型和目前比较适合我国城市垃圾焚烧处理的机械炉排焚烧炉
1．生活垃圾焚烧的重要性
随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平和城市化水平的不断提高，城市生活
垃圾的产量与日剧增，由此带来的环境污染如水源污染、农田土壤污染以及大气污染等
问题日益严重。城市生活垃圾处理已成为影响环境保护、城市建设、人民生活和经济可
持续发展的重要因素之一。因此如何有效地处理好城市生活垃圾，已是我们面临的一个
非常紧迫的问题。
现今被广泛采用的生活垃圾处理方法主要有三种，即填埋、堆肥和焚烧，且以传统
垃圾处理方法－－填埋处理占了较大比例。自70年代中期，人们逐渐认识到垃圾也是一
种可利用的能源。尤其在人们认识到能源终将枯竭
土地资源越来越宝贵以后，许多发达国家都十分重视城市生活垃圾的资源化和能源化，大力推行垃圾分类收集，成功运用了垃圾焚烧发电技术，逐步形成了城市生活垃圾资源化这门新兴产业，并取得了可观的社会和经济效益。焚烧处理近十年来在发达国家发展极为迅速。如日本，1976年焚烧处理量占57%
83年占67.6%
1989年达71.8%
美国垃圾处理，原以填埋占绝大部分，焚烧仅占5%
1990年全美市长会议决定将焚烧处理作为城市垃圾处理的主要方式，预计到本世纪末，美国焚烧处理可达35－40%
英国伦敦市，该城市的垃圾焚烧量已达到40%。
近年来，我国国民经济的高速发展，超级市场、净菜和快餐业的迅速掘起，使得各
类商品包装物耗量急剧增加，金融、商务等第三产业的大量兴起，城市煤气的不断普
及，使我国城市生活垃圾的成份发生了质的变化，城市生活垃圾的热值都普遍大大提
高。
在上海、北京等发达大都市，生活垃圾热值普遍都达到5539kj/kg(1325kcal/kg)左右；在一些中等城市如绍兴、常州等，生活垃圾热值也普遍达到4076-4494kj/kg(975－1075kcal/kg)
随着我国城市功能的不断完善，人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的热值将逐年提高，这样城市生活垃圾焚烧处理的可行性和经济性都大大提高。焚烧处理的高温无害和迅速减容能力，是其他处理方法所无法比拟的，故已逐步为我国各大城市采纳。北京、上海、深圳、四川乐山、广州、珠海、绍兴等大中型城市都先后将城市生活垃圾的焚烧处理项目付注实施。我院就先后为一些城市的垃圾焚烧厂等项目进行了工程设计或编制可行性研究报告的工作。

2.焚烧炉的选择：
在垃圾焚烧处理工艺中，最重要的就是焚烧炉的炉型选择，目前世界上典型的垃圾
焚烧炉大致有以下几种：机械炉排型、流化型、回转型。
A.机械炉排焚烧炉：
机械炉排焚烧炉的基本原理是以机械炉排构成炉床，靠炉排的运动使垃圾不断翻
动、搅拌并向前或逆向推行。其主要处理过程是：
垃圾由抓斗送进炉前料斗，通过料槽用液压式加料器按设定的速度将垃圾推进炉
膛，垃圾随着炉排的运行向前移动，并与从炉排底部进入的热空气进行混合、翻动，使
垃圾得以干燥、点火、燃烧以致燃烬。它正常运行的炉温大于850ºC，且烟气温度在大
于850ºC的高温下停留超过2秒钟，以保证烟气中有机成份的分解机械炉排焚烧炉的主要特点是它对垃圾的适用范围广，它既能适应欧洲含水率较低的高热值垃圾，也能适合亚洲含水率较高的低热值垃圾。它对进炉的垃圾颗粒度没有特别的要求，一般由生活垃圾车收集车送来的垃圾无需经过破碎即可直接送入焚烧炉燃烧。且其燃烧效率较高，燃烧效率一般可达到75－78%。炉渣的燃烬率可达到3%左右。
机械炉排焚烧炉的品种繁多，使用历史长，且具有较高的可靠性。目前世界上普遍采用的炉排有丹麦的Volund、瑞士的Venroll、德国的Martin以及滚动炉排等炉排型式。

B.流化床垃圾焚烧炉
流化床垃圾焚烧炉是一种近年来发展起来的高效焚烧炉。它的工作原理是将垃圾加入到流化床中与高温的沙粒接触、传热进行燃烧，该流化床是用炉底分布板吹出的热空气将垃圾和砂粒吹浮起呈沸腾状而形成。它与机械炉排焚烧炉的最大不同是炉内没有运动的炉排，且炉体通常为竖向布置。其处理过程是：垃圾投入料斗，用螺旋输送机送至焚烧炉上部进料口，与炉内600－700ºC的高温砂粒接触，垃圾被升温、干燥、着火和燃烧。燃烧后的灰渣由于重力作用从两侧下降而进入炉底螺旋输送机，并用它将灰渣送至与之相连的振动筛，将不燃物与砂粒分开，砂粒再送入循环提升机，重新投入炉内使用，不燃物排出炉外。
流化床焚烧炉的主要特点是床层温度均匀，垃圾颗粒与流体接触好；反应快，焚烧完全，热强度较高，它的热效率一般可达到80－82%，垃圾燃烬率也非常高，焚烧后排出炉渣的未燃成份可达到1%左右；设备尺寸相对较小。但它对于进炉垃圾的颗粒度有一定的要求，因此垃圾在进入焚烧炉前需机械破碎。由于我国目前垃圾的收集体系比较落后，垃圾分类收集尚处初级状态，垃圾尚无法做到分类机械破碎，故从客观限制了选择这种炉型的可能性。且由于垃圾在炉内沸腾全部靠大风量高风压的空气，因此其所耗电量大，而且还易将一些细小的灰尘全部吹出炉外，造成锅炉处大量积灰，并给下游烟气净化增加了负荷与难度。本工艺目前尚无大型装置运行。

C．回转窑焚烧炉：
回转窑焚烧炉为带耐火材料衬里的圆筒型设备，它由挡轮、托轮支撑，水平放置，轻度倾斜，它靠自身筒体的回转来混和搅拌炉内垃圾，以便将垃圾焚烧。回转炉以每分钟1转左右的转速缓慢地混和搅拌炉内垃圾，确保了垃圾的干燥效果，并促使垃圾的燃烧。被焚烧的垃圾送入加料器，加料器不断地将垃圾送入焚烧炉，垃圾随着转动的炉体向下移动，垃圾不断地暴露在焚烧炉的高温烟气中被干燥、点燃和烧烬。图三为回转窑
焚烧炉示意图。
回转窑焚烧炉的主要特点是：结构简单，其主体是一个带衬里的圆筒型的钢制转窑，炉体转动由挡轮、托轮及齿轮组成。但它的缺点是炉体转动缓慢，垃圾搅拌不透而焚烧不完全，垃圾可燃成份较高，其耐火材料衬里磨损严重，维修频率较高，它对垃圾的颗粒度也有一定的要求。不适用大容量的装置。

C.三种炉型的综合性能比较表：

项目 机械炉排焚烧炉 流化床焚烧炉 回转窑焚烧
主要传动机构 炉排 砂循环 炉体
燃烧空气压力 低 高 低
垃圾与空气接触 较好 好 较差
点火升温 较快 快 慢
烟气中的含尘量 低 高 较高
占地面积 大 小 中
垃圾颗粒度要求 不需要 需要 需要
所需载体 不需要 石英砂 不需要
燃烧炉体积 较大 小 中
加料斗高度 高 较高 低
残渣中未燃份 少 （3%） 较少（1%） 较少
操作运行 方便 较方便 方便
适应垃圾热值 低 低 偏高
耐火材料磨损性 小 大 大
垃圾处理量 大 中 中
运行费用 低 较高 低
维修工作量 小 (容易结灰) 较小 大

D.结论：
通过以上比较可知，我国城市生活垃圾的焚烧，还是以选择机械炉排焚烧炉较为合
适。而当一些垃圾热值太低时，需掺烧煤时，可选用流化床焚烧炉。