垃圾焚烧作用范例6篇

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垃圾焚烧作用

垃圾焚烧作用范文1

关键词:垃圾焚烧,污染物,处理。

中图分类号: E835.7 文献标识码: A 文章编号:

一、垃圾焚烧污染物的危害

伴随垃圾焚烧产生的烟气和灰渣中排放的有害物质, 对环境造成了日益严重的污染, 必须及时有效的加以控制。由于垃圾成分复杂, 垃圾焚烧二次污染物主要为烟尘、NOx、酸性气体( HCl、HF和SO2) 、CO、重金属尘粒( Pb、Cd、Hg ) 和二噁英( PCDDs、PCDFs) 。其危害主要表现: 酸性气体(HCl、HF 和SO2) 对人体的危害很大, 能导致植物坏死, 同时对余热锅炉过热器产生高温腐蚀和尾部受热面产生低温腐蚀; NOx 对人体和动物的各组织都有损害, 浓度达到一定程度会造成人和动物死亡, 危害人类的生存环境; SO2 对人体影响是呼吸系统, 严重可引起肺气肿, 甚至死亡;垃圾焚烧产生的细颗粒中含有的重金属元素,在这些污染物中含有致癌、致突变、致畸化合物;二噁英有剧毒, 易溶于脂肪, 易在生物体内积聚, 能引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症状, 即使很微量的情况下, 长期摄取也会引起癌症、畸形等。

二、垃圾焚烧污染物处理技术

1、 从源头控制二次污染

对垃圾焚烧产生的二次污染,要进行全方位的控制,首先对垃圾进行分类收集,加强资源回收利用,分选除去垃圾中的含氯成分高的物质(如P V C 塑料等)及金属催化剂。

垃圾储仓全密封,在垃圾卸料口装电动卷帘门,加装气幕封闭,用风机将储仓内抽成负压,把抽出的气体送到锅炉中助燃、脱臭。垃圾渗沥水收集到污水坑内,用泵打到炉膛内焚烧裂解。

2 、炉内燃烧控制技术

在垃圾焚烧发电生产过程中污染物的产生,因燃烧方式不同也各不相同。各种形式的炉排焚烧炉因其燃烧条件的限制,对污染物的炉内脱除及控制难于实施。而且目前我国城市生活垃圾水分高、热值低,炉排炉焚烧需要加油助燃,运行成本高,很难向大型化发展。而循环流化床燃烧技术具有适应热值低,成分复杂多变的燃料,燃烧充分,污染排放低等优点,不仅是煤的清洁燃烧技术的首选,也是我国生活垃圾焚烧的较好选择,尤其在污染控制方面,流化床同时解决了充分燃烧与污染物脱除问题。

循环流化床垃圾焚烧炉采用石英砂作热载体,蓄热量大,燃烧稳定性好,燃烧温度均匀并控制在850~950℃之间,过量空气系数小,NOX 生成量非常低(NOX 在燃烧温度大于1300℃时才会大量生成);同时能在炉内控制二噁英的生成,垃圾焚烧时二噁英产生的条件为燃烧不稳定,炉膛温度不均匀且小于700℃,伴有催化作用的物品。而流化床燃烧温度可均匀控制在850℃以上,烟气在炉内停留3 ~5 秒钟。掺煤燃烧不仅能提高燃烧的稳定性,而且煤燃烧产生的SO 2 对二噁英的产生有抑制作用;在炉内加石灰石可有效脱硫,在Ca/S 比为1∶2 时,脱硫率大于85%。循环流化床焚烧垃圾燃烧充分,垃圾中有机物100% 烧掉,焚烧后垃圾减量70%,减容90%,灰渣无毒性,无臭味,可直接填埋或作铺路等用。由于有效减少90% 以上的垃圾填埋量,可大大延长垃圾填埋场的使用年限。

3 尾气处理技术

由于垃圾焚烧后烟气中含有多种有害物质,采用常规锅炉的脱硫除尘技术不能做到达标排放的要求。因此必须采用复合式的处理技术。

(1)、粉尘的处理

目前应用最广泛的是静电除尘器和布袋除尘器。一般循环流化床锅炉配备静电除尘器即达到烟尘排放要求。垃圾焚烧循环流化床锅炉单以除尘来讲,配备静电除尘器或布袋除尘器都能满足要求,除尘效率电除尘器能达到99%,布袋除尘器大于99% ,都能去除小于1mm 的细小粉尘。但对重金属物质,静电除尘器的去除效果较差,因为尾气进入静电除尘器时的温度较高,重金属物质无法充分凝结,且重金属物质与飞灰间的接触时间不足,无法充分发挥飞灰的吸附作用。当布袋除尘器与半干式洗气塔合并使用时,未完全反应的C a(OH)2 粉尘附着于滤袋上,当废气经过时因增加表面接触机会,可提高废气中酸性气体的去除效率。同时布袋除尘器要求运行温度较低(250℃以下),使烟气中的重金属及其氯有机化合物(P C B D s /P C B F s)达到饱和凝结成细颗粒而被滤布吸附去除。在除尘器前边的烟道加入一定量的活性炭粉末,它对重金属离子和二噁英有很好的吸附作用,进一步脱除烟气中重金属物质和二噁英。

(2)、尾气中酸性气体的处理

对垃圾焚烧尾气中的SO2、HCl 等酸性气体的处理方法,有干式、半干式及湿式洗气技术。其净化原理通常采用碱性固体粉末CaO 或石灰浆Ca(OH)2 与酸性气体中和反应,生成硫酸钙或氯化钙的固体物。

干式洗气法用压缩空气将石灰粉末直接喷入烟道或烟道上某段反应器内,使碱性粉末与酸性废气充分接触和反应,从而达到中和废气中的酸性气体并加以去除。此种处理方法投资省,操作维护费用低,耗水耗电少,但药剂消耗量大,去除效率较低。

湿式洗气法是建造填料吸收塔,在塔内烟气与碱性溶液对流,不断地在填料空隙及表面接触及反应,使尾气中的酸性气体被吸收并去除。湿式洗气塔的最大优点是去除效率高,对SOX 及HCl 去除效率在90% 以上,并对高挥发性重金属物质(如汞)亦有去除能力。但缺点为投资高,耗水耗电量大,产生的废水需要进行处理。

半干式洗气法、普通半干法洗气塔是一个喷雾干燥装置,利用雾化器将熟石灰浆从塔顶或底部喷入塔内,烟气与石灰浆同向或逆向流动并充分接触产生中和作用。由于液滴直径小表面积大,不仅使气液充分接触,同时水分在塔内能完全蒸发,不产生废水。本法的特点是结合了干法和湿法的优点,较干法消耗石灰量少,较湿法耗水量低,同时免除了过多废水的产生,脱除效率高。但是此法制浆系统复杂,反应塔内壁容易粘结,喷嘴能耗高。近年来研究发展的M H G T技术就是在此基础上开发的能治理多种有毒废气的先进的循环半干法技术。M H G T 工艺的基本原理是利用干反应剂CaO 或熟石灰粉Ca(OH)2 吸收烟气中的SO2、HCl、SO3,利用高活性炭吸附烟气中微量二噁英及重金属物质。M H G T 工艺取消了制浆系统,实行C a O 的消化及循环增湿一体化设计,不仅解决了单独消化时出现的漏风、堵管问题,而且消化时产生的蒸汽进入反应器,增加了反应环境的相对湿度,对反应有利。该工艺实行反应灰多次循环,使脱硫剂的利用率提高到95% 以上,整个装置结构紧凑,占用空间小,运行稳定可靠,投资省,运行成本低;且无污水产生,终产物适用于气力输送;对SO2 吸收率高,对HCl、SO3 等的吸收率更高。与布袋除尘器配合,对二噁英及重金属具有极高的去除率。

三、结论

垃圾焚烧发电产生的二次污染是人们共同关注的问题,特别是焚烧中产生的二噁英处理更是世界范围内研究解决的课题。对尾气的处理净化是关系到垃圾能否资源化利用的关键所在。垃圾焚烧发电二次污染的控制必须采取全方位的措施,即从垃圾来源去除生成源和催化剂,加大力度控制燃烧过程中二噁英等的产生,最后对锅炉尾部烟气实施有效的处理净化,使其达标排放。

参考文献:

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[3] 吴晓, 张宝珍.二噁英与垃圾焚烧[J] .成都: 成都热电公司, 2001.

垃圾焚烧作用范文2

各类生活垃圾堆积成山、不堪入目,小巷子里到处可见废旧家电被“开膛破肚”。这是几年前美国一家电视台在广东拍摄的一部纪录片,画面中的城中村被认为是“世界上最脏的村庄”。而如今垃圾难题也正困扰着“美丽中国”的梦想。

“垃圾围城”日益严峻,尤其在寸土寸金的大都市,占地面积较大的垃圾填埋场越来越不够用。此前曾引起争议的垃圾焚烧发电,重新受到各界关注。

8月16日,国务院印发《关于加快发展节能环保产业的意见》(以下简称《意见》),全面肯定垃圾焚烧发电,提出到2015年,中国城镇生活垃圾无害化处理能力要达到每日87万吨以上,生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上。

受政策春风的刺激,今年以来,垃圾焚烧发电项目在全国各地密集上马。业界测算,这意味着“十二五”期间垃圾焚烧发电项目的投资总额将超过1000亿元。

“旱涝保收”争补贴

目前,中国各地垃圾焚烧项目的上马速度正明显加快。但与过去不同,这一轮密集上马垃圾焚烧项目的地区已不仅限于北上广等大都市,许多二、三线城市也在加大垃圾焚烧项目的审批和建设。

南宁市投资10.8亿余元建设的生活垃圾焚烧发电厂项目公开招标工作顺利完成;总投资8.13亿元的北京南宫生活垃圾焚烧厂项目在大兴区开建;广东四大垃圾焚烧电厂的环评、建设工作也在积极推进。

出现垃圾焚烧项目集中上马主要有两方面原因,一是城市垃圾数量快速增长,从长远看,垃圾处理的市场空间较大;另一个原因则是垃圾焚烧属于环保产业的一部分,地方政府想以此来拉动经济增长。

一方面,大小城镇面临“垃圾围城”困境;另一方面,新型城镇化建设,也对城市垃圾处理等基础设施项目投资提出了新的要求。

业内有关专家还指出,垃圾焚烧项目上马快,是因为可以从国家拿到补贴,而且企业投资垃圾焚烧项目的利润稳定。

2012年4月,国家发展和改革委员会颁布的《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》规定:“以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,执行全国统一的每千瓦时0.65元上网电价。”

除了享受电价补贴之外,垃圾焚烧发电厂还能享受到垃圾处理费、优惠信贷等多重政策。据悉,大多数垃圾焚烧厂难以达到满负荷运作,但是,政策补贴还是会按合同发放到位。可以说,垃圾焚烧厂的赢利模式就是靠这些补贴,“旱涝保收”。

然而,巨大的投资冲动面前,垃圾焚烧产业的突破口关键在于技术提升。

《意见》提出,在垃圾处理方面,要大力推广先进的技术和装备,重点发展大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术和垃圾渗滤液处理技术等,重点推广每日300吨以上的生活垃圾焚烧炉及烟气净化成套装备。

配套法规有局限

由于一系列政策的刺激作用,中国的垃圾焚烧工程正提速扩展。

广州是一座被“垃圾围城”困扰的城市,番禺垃圾焚烧厂却曾遭遇争议。2009年,由附近居民发起的反垃圾焚烧运动持续了近3个月之久,项目因此一度搁置。

不过,广州并没有放弃对垃圾焚烧的研究。争议渐渐归于平静后,垃圾焚烧发电项目再次被提上议事日程。

日前,广州市城管委组织专家、媒体赴中国台湾地区考察垃圾焚烧项目。在考察报告中,广州市城建委认为:广州建7座焚烧厂不会过量。

报告还分析认为,以台北市为例,全市人口约262万,建有3个垃圾焚化厂,日处理能力4200吨;推行垃圾分类10多年,成效显著,但每天仍有约1800吨垃圾需无害化焚化处理,也就是说每天人均约有0.7公斤垃圾需要焚化处理。

报告是根据广州目前约1800万人口进行推算,认为广州在若干年后若和台北一样,能实现人均每天只产生0.7公斤的生活垃圾,至少需要建设日处理能力为12600吨的焚烧发电处理设施。广州规划至2015年建设7座资源热力电厂,处理能力为15000吨,完全符合城市发展和城乡生活垃圾无害化处理的需要。

台北市实施垃圾费按袋计量政策,为保证政策的执行设立了多项重罚措施,比如:伪造专用袋可判7年以下徒刑,往街头行人专用垃圾桶排放家庭垃圾罚款约合人民币1230.6元的措施,等等。

目前,广州虽然制定了《广州市城市生活垃圾分类管理暂行办法》等一系列政府规章和规范性文件,但因各区基础设施建设不平衡,人口结构不相同等客观原因,以及区、街的推广力度、措施方法等主观原因,虽然98%的人支持垃圾分类,但自觉参与垃圾分类、且相对投放准确的不到30%。

各区、街推行过程中,特别是在法规制定、推行方法、保障措施等方面,广州相对于台北还有很大差距。创新精神不够强,没有很好地探索适应本街道、本社区的垃圾分类模式。

自主技术待推广

生活垃圾、餐饮垃圾及各种金属垃圾等互相混杂,给垃圾处理带来了难题。

日本在垃圾分类方面的经验值得学习。 在日本,聚居区每一个门栋前,都摆放着多个垃圾桶,分别贴着可燃、不可燃、可回收、不可回收等标识,周一和周四是倒“可燃垃圾”的日子,周二倒“不可燃垃圾”,周五则倒旧报纸、瓶瓶罐罐等“可回收垃圾”。

做好垃圾分类工作,既可以提高垃圾处理效率,也可以更好地实现资源循环利用。然而,全球各个城市的垃圾量都与日俱增,仅仅依靠企业来完成垃圾分类的难度明显加大。

一位企业家呼吁,政府要加大对垃圾处理企业的补贴,吸引更多有资质的企业投身其中。他认为,做垃圾处理需要有门槛,一定要做到无害化。

无害化、资源化和减容化是垃圾处理的三大目标。垃圾焚烧要做到无害化,才能全面推广。

我国处理垃圾最先进的是大功率等离子体火炬装置,通过电弧产生高达5500摄氏度的等离子体,能迅速使垃圾中的有机成分裂解气化,经过急冷、提纯等环节后,气体中的二恶英等有害成分会被彻底脱除,最终成为洁净的富含一氧化碳和氢气的合成气。

合成气可用于发电、供暖、制油或制造化工产品;无机成分形成玻璃体态,无重金属渗出,可以回收再利用,加工成建筑材料等。

等离子体气化技术不是传统的焚烧技术。该技术处于国际前沿,其二次污染排放几乎为零,适用于热解生物质、城市固体废弃物、医疗垃圾、有机高分子聚合物等;熔融飞灰、石棉、电子产品、核废料等各类高危废弃物。

垃圾焚烧作用范文3

关键字:垃圾焚烧炉 炉排 自动燃烧控制

一、 概述

自动燃烧控制(ACC―Auto combustion contro1)系统是现代化垃圾焚烧炉的重要组成部分,炉排式垃圾焚烧炉通过控制推料器、炉排和燃烧用风量等参数达到焚烧炉自动的目的。和目前国内普遍采用的控制锅炉蒸发量的ACC不同,本文讨论通过控制垃圾处理量的控制目标来实现ACC的稳定运行。

二、 控制目标的选取

普通燃煤电厂思考的问题是如何利用最少的电煤稳定地发电,因此锅炉蒸发量是其控制目标。而与燃煤电厂的经济目标不同,作为垃圾焚烧厂其一个首要的经济指标就是垃圾处理量,在焚烧炉稳定工作的前提下如何最大程度的保证垃圾处理量是垃圾焚烧厂重点考虑的问题。

但由于垃圾焚烧没有一个完整统一的规范,因此垃圾焚烧的ACC仍然沿用了燃煤电厂控制锅炉蒸发量的思路,作为垃圾焚烧厂重要的垃圾处理量这一指标则被忽视了,而这恰恰是衡量垃圾焚烧厂经济效益的重要依据。

三、思路和方法

ACC系统主要通过调节燃烧空气和炉排速度(周期)实现自动燃烧的目的,其各种控制和算法的主要目的是为了保证炉内燃烧稳定的进行,并实现每天的焚烧目标。

1、炉排控制

焚烧炉内垃圾的投入通过改变垃圾给料器以及各炉排周期进行。缩短周期则各段炉排、给料器快速动作,增长周期则各段炉排、给料器动作减缓。

(1)给料机

通过给料器的周期时间调节垃圾焚烧量,投入量的变化会对炉内整体状况产生影响。由于此影响会在晚些时候(30分钟~1小时)显现出来,所以当周期变化后要充分监视炉内状况。并且,垃圾投入垃圾料斗后约30分钟才投入焚烧炉,因此投入垃圾的比重会发生巨大变化,此时需在约30分钟后重新调整给料周期。

(2)干燥段炉排

给料机运送来的垃圾在干燥段上充分干燥后移送至燃烧段,利用此周期控制移送至燃烧段的垃圾。燃烧段垃圾较少需促进垃圾燃烧时,缩短周期供给垃圾;燃烧段垃圾较多则延长。

(3)燃烧段炉排

此部分炉排控制垃圾燃烧。垃圾燃烧较快时缩短周期;垃圾燃烧较慢时为避免垃圾未燃尽则延长周期。

(4)后燃烧段炉排

为避免未燃尽的垃圾排出炉外,而再次加热燃烧的炉排段。基本上此周期不做改变。但是,排渣机、灰输送机等发生故障下流侧长时间停机情况下则延长周期避免灰落入排渣机。确保后燃烧段炉排上的灰层厚度达10~20cm,尽量使其缓慢动作。

炉排控制功能描述见下面的框图:

2、控制对象及方法

焚烧量演算是根据对垃圾料斗和垃圾吊车投入垃圾的重量和次数进行数据采样并保存,在规定的时间内对所保存的数据进行一次分析,计算出单位时间内垃圾的焚烧量。同时依据这些数据还可计算出所焚烧垃圾的体积,因此可计算出垃圾的密度。这些计算在每次垃圾投料时计算一次。

(1)垃圾料斗料位转换为容量的计算

垃圾料斗容量无法直接测量,但可以根据垃圾料斗的形状进行计算得出垃圾料斗料位与容量的相关折线表。根据该折线表对实际测量的垃圾料斗料位进行插值计算即可得到相对应的垃圾料斗容量。

(2)本次垃圾增加量演算

以1秒为周期对垃圾容量(由垃圾料斗料位换算而来)进行采样。在垃圾吊车投料前几秒到投料后几十秒的采样数据中,求出最大值和最小值。那么本次垃圾增加量就是最大值和最小值的差。

(3)垃圾密度演算

垃圾密度由每次投入垃圾的重量和容量计算得出。其中投入垃圾的重量由垃圾吊车称重单元进行测量,垃圾增加部分的容量由上述计算得出。

每次计算的垃圾密度最后进行移动平均演算,得出的最终垃圾密度可以用作焚烧判断的依据。

(4)垃圾焚烧量演算

垃圾焚烧量即每小时焚烧垃圾的重量,是由垃圾焚烧的速度(体积速度)和垃圾的密度演算得出的。即:

垃圾焚烧量 = 垃圾焚烧速度(体积速度)×垃圾密度

其中垃圾焚烧速度 = (前次投料的垃圾容量最大值-前次投料后的垃圾容量最小值/投料间隔时间。

(5)垃圾焚烧量控制

为了实现每天的焚烧目标,根据当前的焚烧量以及垃圾热值和垃圾层厚的偏差进行综合判断,通过调节垃圾给料器、干燥段、燃烧段的周期时间来进行控制。比垃圾焚烧量目标值小的时候周期减少,比目标值大的时候周期增加。

(6)垃圾发热量与层厚

炉出口温度管理值850~1000℃。为了抑制二英的生成,需保持炉出口温度达到850℃以上。如果炉出口温度达到1000℃以上并持续燃烧,炉壁会附着形成烧结块,将会阻碍燃烧损坏耐火材料,并且易产生NOx。

为控制焚烧炉内的温度,保证焚烧炉燃烧的稳定性,引入垃圾发热量和炉排上燃烧垃圾的层厚作为修正参数也是是必要的。

垃圾发热量的演算是根据过程工艺参数分别计算出入热和出热值得出的,经适当修正后最终取其平均值作为计算用的垃圾发热量。

垃圾层厚的计算较为特殊,需在指定条件下测试干燥段风压值,在焚烧炉运行时根据实际的干燥段风压和风温,结合测试条件下对应风量的风压控制,进行演算从而判断垃圾的层厚,其判断结果将指导炉排进行速度调节以保证垃圾层厚均匀稳定。

3、燃烧风量控制

(1)一次燃烧空气

1)干燥段空气:在干燥段上为促使垃圾干燥所需空气。

2)燃烧段空气:实际为垃圾焚烧所必须的空气,通过此空气量控制燃烧。要想使燃烧段垃圾焚烧活跃则增加吹入量,想要抑制燃烧则减少吹入量。

3)燃烬段空气:促使燃烧段上未燃尽的垃圾彻底完全燃烧所需的空气。

(2)二次燃烧空气:促使烟气中未燃成分(CO)在二次燃烧室彻底完全燃烧所需的空气。CO浓度频繁达到最高峰时增加吹入量。

燃烧空气控制分为一次燃烧空气温度控制、一次燃烧空气流量控制、二次风流量控制、一次燃烧空气分配控制四个子系统。

(1)一次燃烧空气温度控制

燃烧空气温度通常约为,120℃,控制范围:30℃~250℃。

一次燃烧空气温度根据焚烧炉出口烟气温度设定,按照固定的折线表换算得出,通过调节空气预热器温度调节阀(蒸汽调节阀)的开度进行控制。

(2)一次燃烧空气流量控制

燃烧空气控制一次空气量一次燃烧室出口O2浓度进行调节。按国标要求,水平烟道中烟气含氧量应控制在(6~12)%之间。

(3) 二次风流量控制

二次风主要是补充一次风不足的部分,同时还要起到对烟气搅动的作用,其设定值是依据烟气含氧量和已吹入的一次风量来设定的。

(4)一次燃烧空气分配控制

一次燃烧空气通过炉排各段下面风门进行分配,各段风量按照比率方法进行调节,将空气以不同的比例分配到炉体进气口。一次风配风应满足中间大两头小的原则,这样才能满足垃圾炉炉膛内燃烧所需的空气。

四、结束语

本文从垃圾焚烧自动燃烧控制系统的控制目标选取上出发,以垃圾焚烧厂重要的经济生产指标―垃圾处理量作为控制目标,结合一些常用ACC控制思想和方法,提高了垃圾焚烧厂的经济效益和自动控制水平。

参考文献:

垃圾焚烧作用范文4

关键词:垃圾焚烧;发电技术;思考

中图分类号: TM31 文献标识码: A

在我国新的社会经济形势下,国内部分城市中已经建设了一定数量的垃圾焚烧发电站,不但有效解决了城市生活垃圾的处理问题,而且创造了可观的经济效益。但是我们也要认识到,我国的垃圾焚烧发电中仍然存在严重的环境污染问题,如果不能对相关污染问题进行有效的监管,将严重阻碍我国垃圾焚烧发电产业的长期发展。因此,在我国加快垃圾焚烧发电站建设步伐的基础上,要加强对于环境污染问题的深入研究,积极改进和完善相关技术措施,从而促进产业的和谐、稳定发展。

1 垃圾焚烧发电技术的特点

当前,在我国的垃圾处理中,生活垃圾所占的比例最大,国内每年堆积的生活垃圾总量约为1.4亿吨。在国内传统的垃圾处理中,普遍采取填埋的方法,但是这种方法的缺陷和弊端较多。在新的社会形势下,我国政府、环保和能源部门提出了垃圾处理的新原则,即减量化、无害化、利用化和安定化,其根本目的是在避免垃圾形成二次污染的前提下,加强垃圾的回收和再利用。目前,垃圾焚烧发电是国内外常见的垃圾再利用技术之一,实现了垃圾的无害化处理,减少了垃圾对于生态环境的污染,而且有效提升了区域的资源供应能力。

目前,在国内各省市、地区相继建设了一些具有较大规模的垃圾焚烧发电站,成为区域环境治理和能源供应的新途径之一。从专业技术的角度进行分析,垃圾焚烧发电技术的特点主要表现在以下几个方面:

1.1适用条件

垃圾焚烧发电技术的优势是显而易见的,但并不是所有的地区都适于开展垃圾焚烧发电。在各地区拟定垃圾焚烧发电站的建设时,必须对各类垃圾的低位发热值、可燃质含量与含水率等进行鉴定。一般情况下,生活垃圾的低位发热值要在6280kJ/kg以上,可燃质含量在35%左右,含水率在50%以下,这是应用垃圾焚烧发电技术的基本条件。

1.2 技术类型与特点

1.2.1 回转炉技术

回转炉技术是最为常见的垃圾焚烧发电技术之一,其主要是应用回转窑焚烧炉进行垃圾的处理、焚烧和发电。回转窑焚烧炉的窑身通常设置为一微倾斜的形式,垃圾从高端送入低速回转的圆筒内,在筒内经过翻转、燃烧等环节后,燃烬的灰渣从圆筒下端排出。目前,国内使用的回转窑焚烧炉以水冷壁式、耐火砖衬式为主,具体选用何种形式的回转窑焚烧炉要综合考虑地区生活垃圾的性质、经济条件和技术水平等因素。

1.2.2 流化床技术

垃圾焚烧发电中流化床技术的主要原理为:各种物料悬浮于流化床焚烧炉的内部,以保证垃圾与空气的充分接触,从而提高炉内的燃烧和烟气排放效果。同时,流化床技术采用分级燃烧的方式,有利于降低各类氮氧化物的排放量和低成本脱硫,燃烧后产生的灰渣也易于综合利用,是较为环保的垃圾焚烧发电技术之一。但是受到煤炭资源价格上涨,飞灰量较大等原因的影响,流化床技术的应用受到了一定的制约。

1.2.3 层燃炉技术

层燃炉技术是较为简单的垃圾焚烧发电技术形式,无需对垃圾进行严格的预处理,利用活动炉排较为良好的机械运动能,实现对于各类垃圾的搅动、混合,从而防止了垃圾在进入炉内后遇高温出现表面固化的问题。同时,应用层燃炉技术实现了垃圾的干燥、着火、燃烧与燃烬等流程均在炉排上进行,节省了技术应用中的人力、物力资源投入。

2 垃圾焚烧发电中常见污染问题及对策

在垃圾焚烧发电中,实现了各类垃圾的“三化”处理,但是在垃圾燃烧过程中有可能向外界排放各种有毒、有害气体或灰尘,从而造成了二次污染的问题。据我国环保部门统计:在垃圾焚烧发电过程中,二恶英的排放量较大的毒性有机化合物之一,其主要分布于垃圾焚烧炉产生的飞灰中。一般情况下,二恶英主要来源于各种原生垃圾中,或者燃烧过程中产生的烟气。同时,重金属也是垃圾焚烧发电中常见的污染物,主要有铅、铜、汞、铬、镉等,在焚烧过程结束后,重金属污染物主要分布干飞灰、烟气与底渣中。

在垃圾焚烧发电的污染治理中,要注意对于焚烧温度的控制,一般要保持在850℃以上,气体在炉内的停留时间要在2s以上,而且要保证烟气中的含氧量在6%-10%之间。二噁英虽不能在线监测,但运营过程中可以找出一些与二噁英生成有关的参数,比如CO的排放。中国城市建设研究院编制的《生活垃圾焚烧技术导则》规定,焚烧厂烟气中CO的含量不大于60mg/m3,炉渣热灼减率不大于3%。垃圾燃烧完全,能够有效控制二噁英的产生。在垃圾焚烧过程中,要尽量控制CuO、HC1、CuCl2的排放量,以防止对于大气的污染。同时,在垃圾焚烧发电过程中,要尽量保证各种重金属污染物残留于底渣中,既减轻了重金属直接排出炉外的技术难度,也有效避免了重金属污染物对于二恶英的催化作用。

3 推进我国垃圾焚烧发电产业发展的策略

目前,在我国各地区形成了发展垃圾焚烧发电产业的热潮,但是由于准入机制和相关监管制度的不健全,而导致大量不符合技术标准和环保要求的垃圾焚烧发电站存在,虽然在短期内取得了一定的经济效益,但是却形成了区域内新的污染源,对于区域经济、社会、环境的健康、和谐发展是极其不利的。因此,在我国垃圾焚烧发电产业的发展中,必须要综合分析和考虑各种影响因素,加强对垃圾焚烧发电站建设流程的审批,并且重视环保技术的创新和实践,从而构建具有中国特色的垃圾焚烧发电产业。

3.1 技术政策的完善

在垃圾焚烧发电站的建设中,各级政府和相关部门必须从自身职责的角度出发,加强技术政策的完善。例如:在垃圾焚烧发电的工程设计、设备制造、工艺流程与运行管理等方面,要根据地区的实际情况,并借鉴外国的先进理念和成功经验,制定严格的技术规范与专业准则,特别要注重关键技术的研发与实践,从而为我国垃圾焚烧发电产业发展提供必须的技术基础。

3.2 加强产业结构政策

在我国中央及各级地区政府循环经济发展规划的制定与实施中,应将垃圾焚烧发电产业列入其中,在提高产业整体社会地位的基础上,也要注重对于产业的资金、技术和政策扶持力度,从而构建完善的产业结构政策,为垃圾焚烧发电产业的发展创造良好的外部环境。

3.3 污染物排放指标应与国际接轨

在我国垃圾焚烧发电产业的发展中,污染物排放超标的现象日趋严峻,这是今后必须重点解决的问题之一。目前,日本、美国、德国、法国、韩国等垃圾焚烧发电产业发达国家,均制定了严格的污染物排放指标,并且配备了相应的监管机制。但是我国垃圾焚烧发电的污染物排放指标尚要求不高,低于欧盟标准较多,所以,我国要积极参照其他国家的标准,在国内实现垃圾焚烧发电污染物排放指标的统一化,同时加强监督与管理工作的力度。

参考文献:

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垃圾焚烧作用范文5

关键词:垃圾焚烧 重金属 排放特征 影响因素

中图分类号:X506 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(a)-0114-03

1 研究背景

随着我国城镇化的不断发展,城市中的生活垃圾成为“城市病”中的一员。在2005年当中,全国上下中的县城与城市垃圾产量约为1.86亿吨,到了2010年底,县城与城市垃圾的年清运量达到2.21亿吨[1],其增长的速度很快。而城市垃圾的处理方式有三种:堆肥、焚烧、填埋。其中处理垃圾中填埋法占77%,焚烧法占20%,其他的方法中占3%[1]。

生活垃圾焚烧法在我国势在必行。我国城市生活垃圾数量急剧增长,传统的填埋法造成“垃圾围城”困境,此时,垃圾焚烧技术凭借高温无害化、减容、减重的优点,在我国经济发达地区得到了迅速推广和应用。根据《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》要求,到2015年,全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上,其中东部地区达到48%以上。然而,国家重点推荐和扶持的垃圾焚烧法,其带来的二次污染问题,特别是二英和重金属污染问题,近年来引起了市民的强烈关注与担忧。

垃圾焚烧带来的重金属污染危害不容小觑。在垃圾焚烧过程中,垃圾中含有的重金属元素会分解释放出来,在大气中长时间停留,不为环境中的微生物所降解。相反,生物体可以富集重金属,并将其转化为毒性更强化合物,通过食物链放大毒性效应。重金属及其化合物即使在浓度很低的情况下,也具有相当大的毒性,对生态环境造成污染,而最严重的是对人体产生直接的伤害,人群可能通过呼吸吸入、经口摄入、皮肤接触等途径暴露于重金属污染中,它常与致癌性、致畸性、生态毒性等联系在一起。“痛痛病、水俣病”等群体性病症均是由于重金属污染事件引起。

垃圾焚烧过程中重金属污染问题在世界范围内引起了广泛的关注。国外从20世纪60、70年代起开始对垃圾焚烧时重金属的迁移转化规律进行研究,而国内在此方面的研究则是从上级90年代才开始起步。

2 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

2.1.1 生活垃圾焚烧烟气中重金属的来源

国外多位学者对不同的垃圾成分进行分析,结果表明,垃圾焚烧产生的重金属汞主要来自于电池、电器、温度计、报纸和杂志等;铅主要来自塑料、颜料、橡胶等;镉主要来自于家用电器、塑料、防锈金属、半导体、颜料等;重金属铬主要来源于报纸、彩色胶卷、纺织品、杂草等。

2.1.2 垃圾焚烧过程中重金属的迁移转化规律

在垃圾焚烧处理时,由于重金属的特性(如沸点)、垃圾的组分(氯、硫、碱金属含量等)、炉内运行环境(熔融温度、时间、气氛、添加剂)等因素的作用,重金属在焚烧过程中会发生迁移和转化,主要分布在烟气、飞灰和底灰中。

Cahill等人[2]通过观察飞灰中重金属化合物的存在形式,首先提出了蒸发-凝结的迁移转化机制。他们在研究中发现重金属多以化合物的形式凝结在飞灰颗粒表面。

S.Yousif等人[3]总结出了固体燃料焚烧过程中重金属迁移转化过程:蒸发和冷凝过程,通常又称为蒸发-冷凝机理。根据蒸发-冷凝机理,挥发的重金属在离开焚烧区域后将经历冷凝过程(Hg除外),当温度低于金属或其化合物的冷凝露点时,这一过程将发生金属(或其化合物)的同类核化(即金属冷凝形成新颗粒)和异相吸附(即金属沉降依附在已经存在的灰颗粒上)。

Hasan Belevi等人[4]将烟气中重金属的形态归为三类:(1)夹带和扬析的颗粒基体中含有的金属种类,这些金属在炉内未经历蒸发过程。(2)细小颗粒中富集的重金属种类,这些金属种类在炉内蒸发而后匀质和异相冷凝。(3)气相金属种类,这些金属在炉内经历挥发,但在烟气中仍然处于气态。

Bruner等人[5]研究发现,垃圾焚烧后,重金属Hg因其易挥发,主要以气态出现在烟气中,76%的Cd在飞灰颗粒表面凝结,58%的Pb和51%的Zn存在于底灰中,其余在飞灰颗粒表面凝结。其他金属如Cr、Ni、Cu、Co则主要存在于底灰中。

2.1.3 垃圾焚烧烟气中重金属含量的影响因素

Hasan Belevi等人[4]在研究炉中重金属往烟气中迁移转化规律时将决定因素归类为以下三部分:(1)在垃圾给料中重金属元素的出现方式和分布形式。(2)焚烧炉中物理和化学氛围如温度、氧化还原氛围,含氯量以及除了氧气和氯之外的反应物等。(3)动力学参数如滞留时间、垃圾炉内给料的混合程度等。

其他学者也提出了一些影响烟气中重金属含量因素,归纳起来主要有以下几方面。

(1)不同金属的特性。

Davison等人[6]在分析各种金属的氧化物、氯化物、硫化物以及金属单质的熔融特性后,得出了结论:决定重金属在焚烧过程中的迁移转化的关键因素是金属的沸点。Cahill[2]等人也有同样的研究结论。Klain等人[7]根据金属在飞灰表明的富集程度将焚烧过程中出现的重金属作了如下分类:①沸点很高的金属:Al、Ba、Ca、K、Mg、Si等,在燃烧区域不挥发,构成灰的基体,较多的存在于底灰中,飞灰表面很少存在;②沸点较低的金属:As、Cd、Pb、Zn、Se等,在燃烧过程中挥发,然后经历冷凝过程,根据挥发程度不同停留在飞灰或底灰中。

(2)垃圾中的硫含量。

William P Linak等人研究表明[8],硫会对Cr3+向Cr6+的转化有一定的抑制作用。 J Krissmann等人[9]研究表明,硫也对Hg向Hg2+的转换产生抑制作用。Dirk Verhulst等人[10]研究表明,在较低温度下(≤800 ℃),硫可导致形成稳定的金属硫酸盐,从而抑制重金属的挥发,但在强氧化环境下,硫酸盐挥发不明显。

(3)垃圾中的氯含量。

氯的影响:由于金属氯化态的蒸发压力都高于氧化态,当垃圾内无机氯或有机氯含量较高时,燃烧过程就有氯的存在,一定条件下与重金属反应产生颗粒小、沸点低的氯化物而加剧了重金属的挥发,使其由底灰向飞灰或由飞灰向烟气的迁移增加。Kuen-Sheng Wang等人[11]研究显示,有机氯和无机氯都将增加重金属的挥发,对挥发性强的重金属(Pb、Cd),有机氯的影响大于无机氯,对于难挥发或难熔的重金属(Zn、Cr、Cu),无机氯的影响大于有机氯。Kuen-Sheng Wang等人的另一项研究分析了垃圾组分中不同的氯与金属的比例(CI/M)下,重金属化合物在飞灰和底灰中的分布特性,研究指出氯的存在使重金属的挥发量增加,在CI/M低时易挥发的重金属的挥发量增加,难挥发的重金属只有在CI/M高时才有所增加。Fedje等[12]的实验表明,垃圾中重金属的挥发量会随垃圾组分中的氯含量增加而增加,尤其是对沸点较低的重金属,如Hg、Cd、Pb等。

(4)垃圾中水份或含钠量。

对于垃圾中含水量对焚烧烟气中重金属含量的影响,目前研究结果不太一致。

Li等[13]指出,在相同温度下,垃圾中水分的变化对重金属Pb蒸发特性影响较小,而对Cd的影响则较为显著。Susan.K.D等人[14]指出增加垃圾中的水份含量或者增加垃圾中含钠成份,都将减少飞灰中含铅量,使铅由氯化态转为氧化态。而另外一种情形下,维持恒定的空气流,提高垃圾给料中水份,将使飞灰中金属含量增加,金属由氧化态转向氯化态。同时他还指出,镉和汞不受垃圾中水份和含钠量多少的影响,镉在到达饱和温度时完全冷凝到飞灰中,而汞则以气态排出烟囱。Leo S Morf等人[15]则认为垃圾中含水量与金属迁移系数之间没有明显的关系。

(5)垃圾焚烧的运行环境。

运行环境通常指焚烧炉型、焚烧温度以及气氛(氧化或还原)、烟气停留时间等。

其中以燃烧区域温度的研究最多,但各项研究结果并不一致。Nowaka等[16]试验表明,随温度升高金属的蒸发量相应增加。William P Linak等人[8]指出,温度的增加,使Pb、Cd挥发量增加,对Ni的影响则很小。Robert G Barton[17]研究表明,温度对重金属迁移的影响很大,Pb、Zn、Cu、Cr的蒸发压随温度增加上升明显。而Leo S Morf[18]和Ming Yen Wey等人[19]则认为温度对重金属的影响不大。

气氛条件的影响:Mazza的实验研究[20]表明,Pd、Cd的挥发在不同气氛下具有相同的趋势,但挥发强度不同(氮气>合成气>合成气+HCl>空气)。该项研究还得出,气体中的HCl成分的存在使Pb、Cd的挥发强度略有降低,但延长了其挥发时间,整体上促进Pd、Cd的挥发释放。

(6)其他因素。

Salati等人研究表明,垃圾中的活性有机质对重金属的转移有影响。

2.2 国内研究现状

目前,关于我国垃圾焚烧重金属释放的研究较少,处于刚刚起步阶段。

陆胜勇等[21]把重金属的整个迁移过程分为6步,蒸发(挥发态的化合物)―― 化学反应―― 颗粒的夹带和扬析―― 金属蒸汽的冷凝,颗粒凝聚蒸汽―― 颗粒的炉壁沉降―― 烟气净化(颗粒捕集等)。但其中夹带、扬析以及净化等过程与重金属本身无关,而和锅炉的运行以及设备性能有关。

孙路石等人[22]研究表明,垃圾焚烧过程中,重金属的挥发性有较大差异,其中Cd和Pb挥发性较强,最大释放率分别为55%和22%,Zn的挥发程度较低,仅为3%左右。该研究还显示,垃圾焚烧过程中,气氛条件对Cd和Pb的挥发性影响较大,在还原条件下Cd和Pb比在氧化气氛下更容易气化,同时,烟气中HCl的存在会促进这两种金属的挥发,Zn在焚烧过程中挥发性基本不受气氛的影响。

陈勇、张衍国等人[23]研究表明,硫化合物对Cd、Pb迁移分布特性有显著影响。对于Cd,硫化合物的加入使其在底渣中的分布较未加入时显著增加,在飞灰中的分布相应减少。对于Pb,S和Na2S的加入使其在底渣中的分布减少,但Na2SO4的加入使其在底渣中的分布增多,在飞灰中的分布于底渣中的分布相应呈相反趋势,烟气中,实验条件下均未检测到重金属Cd、Pb的分布。

陈勇、张衍国等人[24]的另一项研究进一步表明:(1)温度对Pb与其它物质的化学反应及其生成物挥发性有着重要影响,温度的升高使Pb在底渣中分布呈线性下降,逐渐向飞灰和烟气中迁移。(2)初始重金属浓度对Pb在底渣和飞灰中的分布有着重要影响,初始重金属浓度越高,Pb在底渣中分布越多,飞灰中反之。(3)Pb在烟气中的分布主要受温度影响,基本不受初始重金属浓度的影响。(4)垃圾焚烧停留时间的增加使得Pb在底渣中的分布逐渐减少,飞灰中反之。

2.3 国内外现行研究中的盲点

目前关于垃圾焚烧烟气中重金属的研究,主要集中在以下几个方面:(1)焚烧中重金属的迁移转化规律。(2)焚烧中影响重金属分布的主要因素(金属特性、垃圾中其他组分含量、焚烧运行参数)。(3)研究方法上,除了传统的实验研究外,重金属的热力平衡和化学平衡的数值计算法也有很大发展。

然而,目前国内外的研究中,垃圾焚烧重金属的迁移转化机理性研究较多,却有一些盲点值得我们探讨:(1)鲜见某区域范围内垃圾焚烧烟气中重金属的实际排放特征与排放量的统计。(2)少有在实际工程中验证烟气中与垃圾原料中重金属含量的关系的实例。(3)少见焚烧烟气中重金属含量与烟气其他因子的相关性研究。

3 研究意义

在《重金属污染综合防治“十二五”规划》中,我国首次提出了重金属总量控制的目标,江苏省属于被纳入重金属重点治理的省区之一。此次总量控制的重金属主要有5种,即汞、铬、镉、铅和类金属砷。

由于江苏经济发达,地少人多,适合垃圾焚烧技术的推广和应用,近年来全省垃圾焚烧企业发展迅速,企业数目和处理量均居于全国同行业前列。针对目前江苏省垃圾焚烧产生的重金属名录不详、污染水平不明、分布状况不清等特点,以江苏省为典型代表,开展垃圾焚烧重金属风险源调查,弄清生活垃圾焚烧烟气中重金属的排放特征,并分析出影响焚烧烟气中重金属含量的影响因素有着十分重要的意义。

参考文献

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垃圾焚烧作用范文6

关键词:垃圾焚烧炉;高温过热器管腐蚀;措施

作者简介:郑春雄(1973-),男,汉族,广东省汕头市人,热能动力工程专业工程师,深圳粤能环保再生能源有限公司总工程师。

一、垃圾焚烧发电工艺原理

垃圾焚烧发电是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧,释放出热能,余热回收加热给水变成蒸汽,蒸汽在汽轮机中推动汽轮发电机旋转做功,将蒸汽的热能转化为电能,释放热能后的烟气经净化系统处理后排放,从而将垃圾由“废物”变为可利用的“资源”。随着各种炉型技术的实践应用广泛开展,炉排式垃圾焚烧炉以适应性强,处理比较彻底的优势正成为目前国内垃圾焚烧的主流工艺。随着技术的不断的提高和发展,我国焚烧炉的垃圾处理容量也不断的提高,从初期的150t/d提高到现在的750t/d,规模日趋增大。

二、垃圾焚烧发电的特点

一般来说,垃圾经焚烧处理后残余的固体废物约占20%(炉渣约占15%,飞灰约占5%),考虑炉渣的综合利用因素,减量化效果更为显著。这相比于垃圾填埋处理要永久性占用土地来说节约了大量的土地资源。垃圾中的可燃物在焚烧中基本上变为了可利用的热能。根据城市发展程度及地理位置、生活习惯不同,垃圾的热值有所不同,一般用于焚烧的垃圾要求低位热值大于4180KJ/Kg,垃圾发电量一般在250kwh/t以上(随热值的提高而增加)。另外,由于垃圾焚烧后的尾气经过了严格的净化处理,因此对环境的污染被控制到了最低。因此,垃圾焚烧处理的特点是处理量大、减量效果好、无害化彻底,且有热能回收作用,是真正实现垃圾处理的“无害化、资源化、减量化”的技术手段。因此,对生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减量化和资源化的有效处理方式,世界各国普遍采用这种垃圾处理技术,是目前解决城市垃圾围城问题最为有效的手段。

三、垃圾焚烧存在的问题

由于垃圾焚烧处理具有“无害化、资源化、减量化”的特点,因此近十年来在国内得到快速的发展,但是由于我国目前各垃圾焚烧厂所焚烧的垃圾均是未进行过分类的垃圾,其组成成份相当复杂,既有可燃的塑料、木材、纸屑等,也有不可燃砖头、瓦砾、金属等。经过焚烧处理后,生成的烟气中含有HCI、NOx、SO2等酸性气体,烟气中所含的灰分性质也比较粘,很容易粘附在受热面管子表面,降低换热效果,造成烟气温度偏高。这些酸性气体不仅对大气造成很大的污染,而且成为垃圾焚烧炉中致使高温腐蚀出现的主要因素。在焚烧炉烟气中含有浓度较高的HCl,对铁及铁化合物等均有腐蚀作用。已有多篇文献指出氯化氢气体对焚烧炉的焚烧设备本体有着很强的腐蚀作用。生活垃圾焚烧锅炉与传统的燃煤、燃油锅炉相比较,其金属受热面因腐蚀导致事故频率要高很多,占其汽水系统事故频率第一位。

出于发电效益要求,目前垃圾焚烧锅炉工质已从低参数饱和蒸汽向中温中压过热蒸汽参数过渡,这更加剧了高温腐蚀的发生。因此,垃圾锅炉既要满足发电工质参数要求,又要避免工质过热段金属受热面超温,产生高温腐蚀现象,认真探讨垃圾锅炉腐蚀成因并研究其防范对策,对垃圾焚烧锅炉和整个电厂的安全运行,具有重要意义。

四、HCI高温腐蚀现象分析及危害

1、HCI高温腐蚀过程

气相腐蚀反应可以是由不同的含氯物质引起的,最普遍的是HCI和C12,前者是烟气中的主要含氯物质,气相的HCI或CI离子的存在会增大过热器金属的腐蚀率,在氧化环境中这种现象常被称为活性氧化。普遍认为氯化物会引起正常情况下起保护作用的表面氧化物的损坏。关于HCI、Cl2腐蚀的简要过程过程及机理如下:

(1)、2Fe+3Cl2=2FeCl3或2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2;

(2)、4FeCl3+3O2=2Fe2O3+6Cl2

(3)、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

由于Fe与Cl2反应生成的中间产物FeCl2在高温下为气态,而FeCl3的熔点比较低,且易挥发,因此不断随烟气被带走,出来的Fe与不断补充过来的HCI、Cl2的反应一直持续进行,而且反应速率随着反应温度的升高而加快。

2、HCI高温腐蚀的危害

HCI高温腐蚀的危害之一就是严重地阻碍了垃圾电站发电效率的提高。HCI对金属的高温腐蚀主要发生在两个区域:(a)300一480℃区域(弱腐蚀发生域,生成氯化铁、碱性铁硫酸盐等区域);(b)550一700℃区域(强腐蚀发生域,氯化铁氧化及碱性铁硫酸盐分解区城)。过热器传热管金属表面温度为内部蒸汽温度+5一20℃左右,所以为了要防止腐蚀,蒸汽温度区域上限为400℃左右,致使发电效率只有20%左右。HCI气体对焚烧炉的焚烧设备本体及传热面都有着很强的腐蚀作用,根据经验表明,未采取有效保护措施的过热器金属的腐蚀速率达到1mm/y以上,严重的威胁到过热器管的安全运行,是导致过热器爆管停炉的主要原因。

五、抗HCI高温腐蚀的预防措施

有关烟气中由于HCI而产生金属高温腐蚀问题,若按一般性的看法进行整理,可归纳如下3点:

(a)腐蚀速度随烟气中HCI浓度的增加而增大

(b)腐蚀的程度与管壁温度有很大的关联(管壁温度越高腐蚀越剧烈)。

(c)采用抗腐蚀性的金属,可以防治HCI腐蚀危害

在目前的情况下,抗HCI高温腐蚀采用的措施主要有以下几个方面的措施:1.减少HCI的生成量;2.降低管壁温度;3.过热器段采用新型的耐高温腐蚀材料。这几种方法分别对应上述的几个特点而制定的。

1、减少HCI的生成量

进行垃圾分类预处理。分拣出塑料成份,降低含氯物质,生成的HCI气体含量就比较低,从一定程度上可以降低HCI腐蚀。

焚烧炉内加添加剂。在焚烧炉内添加生石灰、石灰石等物质,吸收腐蚀性气体HCI,降低高温区域腐蚀性气体浓度,从而缓解高温腐蚀外,还能形成高熔点复合物。

2、降低管壁温度

管壁壁温对腐蚀有相当大的影响(温度越高腐蚀越剧烈)。所以降低管壁温度为抗HCI高温腐蚀的有效措施之一。具体的方法有:

(1)严格限制锅炉过热器区域入口烟温。过热器因高温腐蚀爆管,占垃圾锅炉汽水系统事故频率首位,烟气温度过高是重要原因。因燃料构成不同,尽管电站锅炉烟温更高,高温腐蚀不是主要防范因素,过热器材质主要选择耐高温合金钢,其过热器正常腐蚀限度小于0.lmm/a。而垃圾锅炉过热器腐蚀速度通常大于0.3mm/a,若不采取防范措施,其腐蚀速度会大于1mm/a。因而炉排型垃圾锅炉过热器大多数布置在第三烟道,入口端烟温控制在650℃以下,必要时亦可在过热器入口端烟道再布置一段蒸发器,可有效解决该区域烟温过高问题。

(2)严格控制过热器管壁温度,是有效防止过热器发生高温腐蚀措施之一。合理计算过热器受热面,锅炉减温水流量调节精确、可靠,调节范围尽可能工作在线性区:根据垃圾不同组分变化,炉排炉选择合适料位和配风,尽量稳定炉温,避免过热器管壁超温。过热器设计应避免选用鳍片型过热器结构, 而采用光管结构,适度富裕量,以减少管壁表面拈污几率。

3、过热器段采用新型的耐高温腐蚀材料

过热器全部或高温段采用新型耐高温腐蚀材料,可有效延长过热器使用寿命。

(1).采用耐腐蚀高温合金钢。垃圾炉中的高温腐蚀以CI为主。耐CI腐蚀的高温合金钢材料价格较贵,选用这类材料必须权衡材料消耗费用和使用寿命的得失,进行经济评价,以选择经济性最佳的防腐方案。

(2).热喷涂耐腐蚀金属涂层。用于防腐的金属涂层能够在管道与腐蚀介质之间形成障碍层,从而起到保护作用,涂层在保护管道的同时自身会慢慢被腐蚀。

四、结论

垃圾焚烧炉在焚烧垃圾的过程中由于垃圾中含有塑料等含氯物质,经焚烧后生成了HCl和SO2等酸性气体,这些酸性气体在高温下对金属产生了强烈的腐蚀,腐蚀速率与温度正相关,是导致垃圾焚烧炉过热器爆管的主要原因。在实践中可通过垃圾分类减少塑料含量、焚烧中加入石灰等措施减少酸性气体的生成。在运行中可通过采取优化设计、加强运行参数调整等手段减缓高温腐蚀,达到提高过热器寿命及安全性的目的。

参考文献

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