垃圾焚燒發電廠燃燒控制及環保排放的研究

唐 安

永清環保股份有限公司 湖南 瀏陽 410300

引言

垃圾焚燒是指垃圾在高溫下被燒成殘渣或者融化的不明固體物質。垃圾焚燒這一方法在很久以前就被開始使用,是對垃圾進行處理的一種歷史悠久的方法。由于垃圾焚燒可以明顯的減少垃圾的容量和體積,減少占地面積,焚燒產生的熱量還可以循環利用,所以現已變為處理城市產生的垃圾的重要策略之一。但是垃圾焚燒產生的垃圾滲濾液、灰渣和粉塵等會對環境產生二次污染,減少其對環境的污染是十分必要的。

一、燃燒控制

(一)垃圾焚燒爐及垃圾焚燒過程的燃燒控制。垃圾焚燒開始是垃圾被垃圾車輸送到垃圾儲存坑,并在里面進行5～7天的發酵,隨后發酵后的垃圾被送到焚燒爐的料斗里。焚燒爐進行運作時,先將爐膛的溫度加熱到850攝氏度以上,然后在推料器的作用下,垃圾不斷的被推進焚燒爐,燒盡后的殘渣經冷卻進入渣坑儲存起來,可作為建筑材料進行二次利用。燃燒產生的煙氣經冷卻后通過尾氣處理系統,達到國際標準后被排入到空氣中。在焚燒系統中,會互相影響的參數很多,比如焚燒溫度、爐排上料層布置、煙氣停留時間等,如果生活垃圾在焚燒系統中停留時間長,那么溫度應相對減低;如果停留時間短,那么溫度應相對升高。在垃圾燃燒過程中,推料器的控制對垃圾焚燒過程也是極其有意義的,每個推料器都配有速度調節器,壓縮、進料、返回三個過程組成其每一次運作,三個過程要求的推料器的速度都不一樣。壓縮過程：為推料器前進的第一個階段,推料器被液壓比例閥控制向前飛速移動。進料過程：為推料器前進的第二個階段,此時推料器向前移動是由于液壓比例閥被速度控制器控制。返回過程：為第三個階段,這時,液壓開/關閥的控制其快速返回[1]。

(二)垃圾焚燒量的計算、偏差演算和控制。焚燒量計算是通過記錄投入進行焚燒的垃圾體積,重量和間隔時間,計算出焚燒的速度和被焚燒的垃圾的密度。判斷實際焚燒量與目標焚燒量的關系的主要依靠偏差演算,當實際焚燒量與目標焚燒量之間的差為正數,并且絕對值大于偏差范圍的時候,說明實際焚燒量大于目標焚燒量;當實際焚燒量與目標焚燒量之間的差為負數,并且絕對值大于偏差范圍時,說明實際焚燒量小于目標焚燒量,且焚燒過少[2]。偏差演算可用來指導爐排進行速度調整,確保達成每天的焚燒工作量目標。焚燒控制是指以實際焚燒量和垃圾熱值及層厚偏差為根據對燃燒周期進行控制,最終完成每天的焚燒工作量[3]。

二、環保排放

(一)飛灰無害化處理。二噁英物質和重金屬大多來源于焚燒產生的飛灰,二噁英致癌性極強,對人類的生命健康有極大的危害,是一種有劇毒的物質。重金屬不僅會對土壤和水源產生污染,而且可影響兒童發育、導致心腦血管疾病,甚至可致癌。現如今國際上對飛灰的處理方法最普遍的是固化填埋法,但是固化填埋法不僅浪費土地資源而且還有滲漏的風險。飛灰無害化處理是指用二次物料復合技術將焚燒飛灰包裹起來,形成一個復合球,在球體內加入還原劑、助燃劑等,再在燃燒的過程中對其解毒。經過無害化處理的飛灰不再具有毒性,可以在建筑,建材,修建公路等方面進行再次利用,節省了自然資源。

(二)半干法脫硫。半干法脫硫是用濕的脫硫劑將垃圾焚燒產生的煙氣里含有的硫分離開來。脫硫劑和二氧化硫等硫化物會發生氧化還原反應,生成粉狀的固體產物。半干法脫硫的方法主要有增濕灰循環脫硫技術、旋轉噴霧干燥法、氣體懸浮吸收法三種。三種方法原理相同,實行過程和所用器具略有差異,增濕灰循環脫硫技術顧名思義是把循環灰和石灰粉混合并增濕,在煙道反應器里進行脫硫反應;旋轉噴霧干燥法是把消石灰粉加水做成消石灰乳,再在吸收塔的霧化裝置里被霧化為小液滴后,與煙氣中的二氧化硫發生反應,從而去除煙氣中含有的大部分硫化物;氣體懸浮吸收法是指鍋爐煙氣與從噴嘴噴入的石灰漿混合,然后在反應器里進行反應,脫硫后的灰被捕捉后還可以再次進入反應器進行循環使用。進行半干法脫硫后,垃圾焚燒產生的煙氣中的含硫量大量減少,對環境的污染也大幅度降低[4]。

(三)垃圾滲濾液處理。垃圾焚燒發電廠的垃圾滲濾液具有很高的污染,對其處理要比處理普通生活污水和城市廢水更加復雜,所需的成本和投資也更加高昂。現在主要通過預處理、生物處理和深度處理等工藝來處理垃圾焚燒發電廠生成的垃圾滲濾液。預處理常用的方法有混凝和氨吹脫,即通過物化技術清除滲濾液中的某些有機污染物、固體懸浮物和氨氮等,從而使得對生物的抑制作用大幅度降低。生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類,好氧生物處理的方法主要有活性泥垢法、新型生物膜反應器等,不但可以去除氨氮,而且對處理有機污染物也有一定的作用。厭氧生物主要通過中溫兩級上流式反應器進行處理,其中第一級可以稀釋和緩沖負荷沖擊截留難降解物質;第二級對有機物的降解有很大的作用。深度處理系統可以使水中的污染物徹底分離,經深度處理之后的滲濾液能達到國際一級標準,可在循環冷卻,配置石灰乳等方面回收利用。

三、結束語

通過垃圾焚燒來處理城市垃圾是目前最可靠的方法之一,而且焚燒產生的熱量經過轉化后變成了電能,也在一定程度上對緩解電力緊張的問題做出了貢獻,現如今怎么處理焚燒垃圾帶來的環境污染是全世界都在關注的問題,也是目前急需解決的問題。控制燃燒過程可以從源頭上減少焚燒發電對環境的不利影響,環保排放可以大幅度減低焚燒發電對環境的污染,這些技術的推廣將促進垃圾焚燒發電廠的發展邁上新的臺階。