垃圾处理的现状及技术比较与结论

垃圾处理的现状及技术比较与结论

1.目前处理垃圾的方法有陆地填埋、堆肥和燃烧法等。填埋法随着社会的开展

和环境保护要求的提高，其局限性也越来越大，这是由于：

•填埋需要大面积土地；

•需要的技术条件过于严格；

•填埋的垃圾经过假设千年后，在厌氧条件下由于微生物降解作用，会产生

气体，既引起严重二次污染，并已屡次发生填埋气爆炸事件；

•长期堆积将最终导致重金属积蓄，污染地下水，不利于土地再利用，填埋

还需慎重选址，受到了各方面限制。

2.燃烧法有以下突出的优点：

•大大减少垃圾体积和重量，燃烧后灰战可综合利用.（燃烧后体积可减少

90%以上）。

•垃圾的处理速度快，不需要长期储存。

•垃圾就地燃烧，不需要长距离运输。

•可以回收能量用于发电和供热。

•通过组织低污染燃烧工况和燃烧炉的正确设计可实现很低的二次污染。

3.各国已投入运行的垃圾燃烧炉燃烧方式有：

•多级阶梯式链条炉排，倾斜往复炉排和反送式的马丁炉排等炉排炉；

•流化床燃烧炉；

•旋转式燃烧一回转炉；

二、三种燃烧处理技术比较及结论

燃烧处理方法特点

1.垃圾经由给料装置推送至倾斜之炉排上，在炉内高温加热，

使得局部垃圾得以枯燥，另经炉排的运动除将垃圾往前推立

外，并将垃圾层松化及均能经历枯燥，燃烧及后燃等各阶段

以达完全燃烧。目前应用中的多级阶梯式炉排型式有很多种

炉排设计大多属于设计厂商的专利，如我过珠海引进的新炉

多级阶梯炉排排即是美国专利。

2.转动式炉排炉排汽孔容易堵塞，维修工作量大，大件物品夹

住的可能性较大，移动式炉排占地面积大，风道系统复杂，

对高水分、低热值的垃圾燃烧不完全，着火较为困难，使用

较少。局形反转式炉排由于燃烧不易控制，炉温较高，还处

在不断完善阶段。

3.马丁炉排由于国内还未能自行制造，必须进口国外设备，造

价昂贵.一般中小城镇无法承受其投资费用。我国仅有深圳

市引进了日本的三台马「炉运行较好，不过马丁炉排的燃烧

工况较易受垃圾品位波动的影响。

4.优点是不需要对垃圾进展预处理

5.炉排必须耐热，在长期连续运行期间，热应力必须不变，这

样炉排对材质要求高，而且炉排加工要求高，由于炉排需转

动，可靠性低及高能耗过程其问题。

6.由于垃圾成分复杂，普通炉排维持在整个炉排内均匀移动，

均匀完全地燃烧是困难的。

7.炉排难以适应水分变动范围较宽的垃圾燃烧，因为水分较高

的垃圾需较窗的枯燥区，这给水分高的垃圾完全燃烧带来困

4

难。

8.炉温较难控制，垃圾的熔渣在1000℃以上和1050—1100℃时

处于软化和粘性状态，成为特殊的腐蚀性物质，可能腐蚀炉

壁，同时在高温状态下No。浓度上升。

9.炉排炉不易实现大型化，难以实现炉内脱除HCI气体，需要

在尾部加装专门的和Hcl脱除设备，增加了投资费用。

10.炉排炉的炉排不仅制造复杂，本钱高，而且体积庞大，占地

面积大，因而不适合于中小城镇垃圾处理量不十分大的场

合。

1.回转窑燃烧系统衍生于已广泛用语水泥工'业中耐火砖衬里回

转煨烧窑德设计。垃圾由倾斜且缓睫旋转窑上方前端送入，

籍由旋转速度控制垃圾前进速度，使垃圾在窑内往前输送过

回转窑程中完成枯燥、燃烧及灰冷却之过程，分成枯燥混合、燃烧

及后燃烧三区段，并由前后两端特殊轮子支撑。特殊轮子那

么

由四个滚轮支持。有链轮驱动装转动轮子而旋转炉体，垃圾

在炉体上，因旋转而获得良好的翻搅及向前输送，预热空气

由底部穿过有孔钢板至窑内，使垃圾能完全燃烧。

2.回转窑的特点是燃料适应性光，可燃烧不同性能的废弃物，

此种炉型机械零件比较少，故障少，可以长时间连续运行。

但回转窑的热效率低，如需辅助燃料时消耗较多，排出气体

的湿度低，有恶臭，需要脱臭装置或导入高温后燃室燃烧，

由于窑身较长，占地面积大，且后燃室的炉排构造要求较为

严格，因此其本钱高，价格较昂贵。

流化床1.流化床燃烧技术是本世纪六十年代初得到迅速开展起来的一

种新型清洁燃烧技术，采用该技术的燃烧炉的基本特征在

于

在炉膛下部布置有耐高温的布风板，板上装有载热的惰性颗

粒，通过床下布风，使惰性颗粒呈沸腾状，形成流化床段，

在流化床段上方设有足够高的燃烬段（即悬浮段）。

2.一般物料投入流化床后，颗粒与气体之间传热和传质速率高

物料在床层内几乎呈完全混合状态，投向床层的废弃物能迅

速分散均匀。由于我热体贮蓄大量的热量，可以防止投料时

炉温急剧变化，床层的温度保持均一，防止了局部过热，因

此床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高，负荷调节范

围宽，污染物排放低，炉内燃烧热强度高，适合燃用低热值

燃料等优点。可以说我国目前在中小城镇最有开展前景的垃

圾燃烧炉为流化床炉°尤其是我国的垃圾热值相对偏低，要

实现其高效稳定燃烧，流化床燃烧技术无疑是最正确选择。

3.操作方便、运行稳定。垃圾经破碎混合后，质地相对均匀，

流化床床料为石英砂蓄热量大，因而防止了床的急冷急热现

象，使燃烧稳定。垃圾的枯燥、着火、燃烧与后燃烧几乎同

时进展，无需复杂的调整，燃烧控制容易，并易于实现自动

化，能在极短时间内完成起动或停顿，因此可实现连续燃烧。

4.耐久性好，使用寿命长。炉内没有机械运动部件，故使用寿

命长。由于燃烧均匀，不会产生局部过热现象，加之炉子为

箱式构造，与耐火材料的热膨胀相适应，因此在一定程度避

免了耐火材料的损坏。

5.可采取全面的防二次污染的措施，对燃烧时产生的有害物质

进展了处理，如不加任何附加设备，仅以流化床所特有的燃

烧方式就可把NO,含量降到1OOppm以下。

6.流化床燃烧炉以其本身的特点，减少了废水的产生量。炉渣

呈干态排出，无渣坑废水，亦不需处理重金属污水的设备。

垃圾槽内的废水可向燃烧炉内喷散雾化燃烧处理。

7.流化床燃烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高，一样垃圾处

理量的流化床炉体积比炉排要小，故而投资省，适用于大型

化开展。

8.燃料适应性广，可燃烧高水分，低热值，高灰份的垃圾，床

内混合均匀，燃烬度高，使垃圾溶剂大大减少，特别适合于

垃圾热值随季节性变化很大的特点。

9.炉子构造简单，炉内没有运动局部。

10.对于燃烧垃圾，由于垃圾的比重相对较轻且尺寸极不均匀，

垃圾投入常规流化床中进展燃烧，有可能影响流化床燃烧的

稳定性，投入的垃圾会在流化床中发生偏析，而导致流化床

化状态的恶化和燃烧的不完全。与床石英砂相比，原生城市

生活垃圾可视为大颗粒密度物料j与细颗粒床料相比，在常

规条件下大颗粒物料倾向于沉积在流化床底部，从而破坏正

常稳定运行。引进的异重度流化床是由重度差异较大的不同

颗粒（如石英砂与垃圾）组成的流化床系统，可以利防止垃

圾大块在床内的沉积和轻粒度垃圾成分的偏浮，从而保证稳

定燃烧。

11.在实际应用中，根据异重流化床系统的相对粒度和相对密度

按一定计算公式可得出流化床的物料混合情况；

12.用特殊的风分配及组织方式以保证高效内循环燃烧的顺畅排

渣。

13.通过布风装置及燃烧设备的专门设计，可保证竟简易破碎的

原生垃圾在炉内充分燃烧。同时通过特殊设计的布风装置河

床了冷却分选装置，可在排除大尺寸渣块的同时使较细床料

重新送回床层内，以保证流化床层粒度维持稳定，从而保证

流化床燃烧炉的稳定长期运行。

14.采取了较全面的防止二次污染的措施：对燃烧时产生的有害

物质进展了处理，在不增加太多的投资的前提下，可将NO,

SO?及HCL等气体排放控制在国家标准以下。为进一步净化尾

气，在尾部安装了集除尘器和脱除有害气体（如HCL、HF、

H2s.SO?、NOx等）于一体的装置。炉渣呈干态排出，无渣坑废

水，亦不处理重金属午睡的设备；垃圾槽内的废水可在燃烧

炉内喷散雾化燃烧处理。

15.主题设备没有机械运动部件，耐久性好，使用寿命长。

16.负荷调节范围宽，燃料适应性好，特别适合城市生活垃圾组

成随季节性变化的特点。

17.供发电或供热应用时，可将城市垃圾与辅助燃料（如煤、废

油等）在同一燃烧炉内混烧。

18.炉内无可动机械构造，所以维修容易

19.炉体非常致密，设厂用地小

20.各单元系统均具自动化的功能，且特别注意防止臭气的泄漏

及处理，除去各种有害物

21.污染防止的对策：利用自动燃烧控制系统控制低浓度C0,可

抑制戴奥辛等有害物质的发生

22.起机、停机：炉内的砂有极大的热容量停机时也不容易被冷

去h因此再起机时在很短的时间内即可到达额定的处理量。

停机时炉内没有未燃垃圾，不会产生恶臭或冒烟等公害。

23.焚化灰与飞灰：垃圾里含有不燃物与砂于混合状态下，由不

燃物排出装置排出，与砂完全别离后以清净枯燥的状态排

出。

24.残渣的性质：垃圾在炉内完全烧尽，以枯燥的状态排出与以

往焚化炉的残渣不同，看起来干净又卫生。

25.焚化灰：以枯燥状态排出，容易挥手铁粉

26.最终处理场：因几乎无残留未燃物所以在最终掩埋场

不会因而有腐坏现象产生的二次公害。

附：对特种垃圾的处理效果

结论

三、垃圾发电厂建设的总体设想

序号名称设想备注

1.装机容量：24000KW1.电厂运行以供热为

2.锅炉容量:3x75T/h主发电为辅

1.3.运行方式：以供热为主2.工厂设置既要考虑

总体思路

的二用一备运行.城市的规划，又要考

4.设计年连续运行小时虑靠近河边。

为7()00小时。3.垃圾电厂烟气处理

5.建设一以垃圾电厂处后的灰卖给水泥厂

理后的渣为原料的建作原料.

筑材料厂，日产标准砖

13万块/D

2.电厂占地面积110亩

3.总投资3.087亿

4.建设周期20个月

5.日处理垃圾量2X500T/d

6.年处理垃圾量29.17万吨

7.年售电量118368Kkwh

8.年供气量42万吨

四、燃烧处理厂的构成

1.垃圾燃烧处理厂由以下子项组成：

・主厂房：包括垃圾进料跨、燃烧炉问、控制室、厂用配电室等。

•烟气尾部处理装置：包括有害气体去除装置，除尘装置及引风机。

•污水处理装置。

・烟囱。

•辅助燃料区：包括点火油泵房。

•消防水泵房

•化学水处理站

•地磅房

•综合办公楼

•门卫及大门

•道路及绿化

2.厂区的构成：

•生产区：生产区主要有主厂房（包括汽车卸料区、垃圾预处理区、垃圾存放

区、燃烧妒间、上下压配电间、主控间、汽轮发电机间、除氧间、石灰浆

制备间等）、烟气净化系统（包括布袋除尘器、烟气双碱脱酸塔、反响池、

泵前池等）、上煤设施及烟囱等组成。

•辅助生产区：辅助生产区由循环水泵房、机力冷却塔、综合水泵房、地磅

房、材料库、汽车库和煤场等组成.

•生活撤管理区：该区为2层办公楼，设在厂前区，直接为生产服务。

五、电厂总建筑面积构成

参考数据

序号名称单位数量备注

1.用地面积亩110

2.建构筑物占地m244

3.建筑系数%40

24.35

-1-

4.道路广场面积田

35.2

5.绿地面积亩

6.绿地率%32

六、关于电厂环境指标的预测及对策

1.本工程的主要污染源为

序备注

污染物生成机理

号

本工程对环境主要为生活垃圾和煤燃烧

后产生的烟气、烟尘和灰渣；生活垃圾

1.环境污染

集中堆放后产生的臭味和渗沥液；以及

转动机械产生的噪音等。

1.主要为烟气中的SO?、NOx、HC1、

dioxins类、CO、C02等气体及烟尘。

2.每台垃圾燃烧炉产生的具体污染物

量为（参考数据）：

2.空气污染物

•烟气中S02浓度

400-600mg/Nm3

•布袋除尘器进口粉尘浓度

55000—60000rng/Mm3

•烟气中HC1浓度

320mg/Nm3

•烟气中的dioxins浓度

<1.OTEQng/Nm3

电厂对水体的污染主要为生活污水和工

业废水，生活污水主要污染因子为BOD、

3.废水污染

SS等。工业废水包括电厂生产工程中所

有排水，其中以烟气净化塔排水、化学

废水、含油废水和垃圾渗沥水等为主,

主要污染因子为PH、SS、COD等。

电厂在运行时将产生大量灰渣及飞灰。

灰渣可进展综合利用。对飞灰进展不间

灰渣及飞断的检测，如危险物未超标，那么可进

4.展

灰排放综合利用。如危险物超标，那么固化处

理

后进展填埋。

1.电厂噪声主要来源于设备振动、摩擦

等产生的机械噪声和风机、风道及蒸建

汽管道气流运动中扩容、节流、排汽、

5.噪声污染漏汽等所产生的噪声

2.主要设备噪声水平见附表

设备名称噪声水平(dB(aOh))设备名称噪声水平(dB(aOh))

发电机组95.4循环水泵97

引风机95给水泵97

送风机103.5锅炉排汽125

(进风口

3.环保治理对策

治理对象治理方法治理设备

本工程烟气治理为布1.布袋除尘器系统：包括布袋除尘器、布

烟气治理袋除尘器十烟气净化袋除尘曙滤袋吹扫的压缩空气源、布袋

塔.烟气经净化及除尘除尘器灰斗卸灰器下面的输灰设备等。

后，通过烟囱排入环境布袋除尘器处理的烟气量为

空气。其中烟气净化系80000Nm3/h(158.3℃),除尘器保证其出

统主要由布袋除尘系口粉尘浓度不超过80mg/Nni。，布袋除尘

统、烟气双碱脱酸塔、器的阻力小于1500Pa。

浆液制备和灰渣输送2.烟气双碱脱酸塔

系统等组成。•烟气双碱脱酸塔内部构件主要由两

层强度流化层、一层除湿装置(由

旋流板及其上面的斜置挡水檐构

成)和浆液喷淋管网组成。

•吸收浆液经由液体喷嘴从塔的流化

层上部喷淋管网喷入，烟气由塔下

部切向进入，浆液在流化层与气体

接触并发生剧烈的混合及反响。净

化后的烟气因液体喷淋带有液滴，

经过在一流化层上面的一层除湿装

置，可除去其中携带的液滴，除湿

后的烟气最终经烟囱排放至大气。

本双碱脱酸机理是利用钠碱吸收

soz、HCKHF,取碱法和石灰法三者

的优点而避其缺乏，是在这良种脱

酸技术改进的基础上开展起来的。

双碱法的操作过程分三段：吸收、

再生和固体别离。吸收常用的碱是

NaOtt和Na2c03,以及NaHC03”和

Na2s03,再生的NaOIt可循环使用c

•双碱法脱酸的优点在于生成固体的

反响不在吸牧塔中进展.这样防止

了塔的堵塞和磨损，提高了运行的

可靠性，降低了操作费用，同时提

高脱酸效率。

•浆液制备系统:浆液制备系统有化浆

罐、石灰粉(CaO)库、碱库和浆液

泵等组成。

3.经采用流化床燃烧技术结合尾部烟气净

化装置，污染控制表达在以下一些内容：

•采用中温燃烧及分段供风技术，且垃

圾燃料中的氮含量较低，能有效地降

低烟气中的No,含量。

•在使用垃圾燃料实践，伴随着垃圾中

的重金属会进入炉膛内燃烧;在燃烧

过程中，不同特性的重金属在高温炉

膛内向两个方向转化,大局部凝结于

灰渣和与硫、氯等发生反响而固结；

一小局部呈气相金属进展烟气中。重

金属排放经测试说明，浓度并不高，

如重金属超标,那么含气相金属的烟气

在净化二苔内大局部将遇低温的碱性

石灰浆液凝结且结核沉积，以实现达

标排放。

•Dioxins类主要来源于废弃物的燃烧

过程和有机化学药品制造过程,它

包括两个系列的化合物，即多氯代

二苯并恶英(简称PcDDj和多氯代

二苯并联喃(简称PcDFj。由于两

种物质的化学构造相似，故常写成

PCDD/F,或俗称为二恶英

(DiOxins)o研究说明，控制燃烧

炉内的燃烧温度(850T000C)、增

加燃烧停留时间(三秒以上)和增

强炉内燃烧的湍流度，是减少二恶

英(Dioxins)排放的有效手段。本

工程采用的异重流化床垃圾燃烧炉

炉温控制在850℃—950c之间；烟

气在炉内停留时间约5秒；同时通

过分级配风，改善炉内流动构造来

减少垃圾燃烧生成的二恶英

(Dioxins)。

本工程废水主要由以下几项组成：烟气净化塔排水、化学废水、含

废水治理油废水、煤场排水、垃圾渗沥水和生活污水等，这些废水在厂内经

分散处理后由厂区总排口外排.

垃圾入库堆放后，会产生难闻的臭味；因此垃圾库将做成密封式，

垃圾

库臭味垃圾燃烧所需空气从垃圾库上方吸取，是垃圾库始终保持负压状态，

这样就可有敢防止垃圾臭气外溢。

1.燃烧炉对空排汽属突发性噪声声值较高，对周围环境影响较大。

设计在锅炉排汽管、安全阀排汽管等处装设消音器。对高噪声工

噪声治理

作场所设隔音值班室。主控制室采取隔声防噪措施。另外，在厂

区总布置和建筑设计中，注意功能区隔离和减噪效果。在采取以

上各项后，电厂噪声对外界的影响将控制在GB12348-90所要求

的范围C

2.绿化与环境监测：本工程的绿化以厂前区、厂内道路两侧及围墙

等处为重点，绿化系数为30%。根据（（火电行业环境监测管理规

定＞＞及有关劳动保护要求，设立环保监测站，兼管电厂工业卫

生的监测。设环保专职并根据有关规定配备环保监测仪器。

表一.燃烧炉烟气污染物排放表

工程单位指标国标

除尘效率%99.8/

脱硫效率%83.5/

80

烟尘排放浓度Mg/Nm360

S0,排放浓度Mg/Nm360260

HC1Mg/Nm1<7575

NOxMg/Nm1200400

DiOxinTEQng/Nm3<1.0<1.0

HgMg/Nm"<0.6<0.6

GrMg/Nm1<1.6<1.6

PbMg/Nm3<1.0<1.0

表二.废水排放表

分项主要污染因子处理措施

烟气净化塔排水SS、盐类、PH排水循环使用

化学废水SS、PII中和池

垃圾渗沥水SS等排水集中后喷入炉膛燃烧

含油废水石油类隔油池+油水别离器

煤灰场排水SS煤泥沉淀池

生活污水SS、BOD化粪池

七.锅炉及汽轮发电机的主要技术

序号名称技术参数备注

1.蒸发量：75T/H

2.蒸汽压力：39KG/CM2

1.锅炉3.蒸汽温度：450℃

4.乱给水温度：104℃

5.设计燃料：城市垃圾1+II类烟煤

1.型号:C12-3.43/0.98

2.形式：中压单缸单抽凝汽式

3.额定功率：12000kW

4.最大功率：12000kN

2.汽轮机5.进汽压力:3.43MPa

6.进汽温度：435℃

7.抽汽压力：0.98MPa

1.型号：QF-12-2

2.额定电压：10000V

3.发电机3.功率：12000KW

4.功率因素：0.8

5.转速：3000r/min

-八,系统关键设备的选型的设想

序

号系统设备选型备注

1.属成熟产品

2.数量三台

1.锅炉华光股份

1.属成熟产品

2.汽轮机青岛汽轮机厂2.数量二台

1.属成熟产品

3.发电机杭州发电机厂

2.数量二套

1.一级除盐水系统

4.水处理华光股份2.总容量：约70T/小时

1.该种吊车国内尚未有生产，

2.主要解决设备的可靠性；因为吊车一

旦损坏，电厂就会停运。

垃圾吊车芬兰进口3.建议三台锅炉采用二台，另购一套抓

5.

斗作备用

1.否需要任何前缝罂浑备就能将任何工

1.采用日本独家

6.垃圾进料业及城市垃圾安全的送入炉内；

专利的双棍螺

旋式垃圾进料装置2.2轴式的螺旋式输送机构造简

技术单容易维修

2.国产化制造3.螺旋的转数是2-10RPM底转

速，并且有很大的扭力，容易

挤碎袋子及粗大物等。与自动

燃烧控制装置串连，自动的控

制进料量。

4.粗大的垃圾等进入时，备有安

全保护装置。

5.数量三套

7.垃圾出料1.采用日本独的专1.安全可靠的不良物排除装置，

利的不良物排泄通过震动别离筛，不仅能将

装置灰，砂，渣，金属物等有效别

2.通过振动别离离，而且能将有效地输出炉

筛，不仅能将夕卜。

灰，砂，渣，金2.燃烧残渣的资源再利用：

属物等有•为使燃烧残渣的资源再利

用，残渣经无害化高温烧结

处理后造成土木材料（人工

骨材）或透水地砖，可有效

的

效别离，而且能利用

将有效地输出炉•从炉底以枯燥的状态排出的焚化

外。灰（石头、玻璃、陶瓷器、金属

等不燃物）里回收

・铁份后，剩余的不燃物经粉碎、

筛选后，以当作路基材料再利用

3.数量三套

1.在炉内1k的流动砂，约有砂粒10亿

个，由于有巨大的热容量及外表积，

可以直接转

2.热至垃圾，在短时间内可使任何垃圾

完全焚化

参照荏原技术国

8.砂循环装置3.砂保持很大的热容量所以起炉、停炉

产

非常容易

4.燃烧炉里砂的能源是用垃圾燃烧时所

产生的热而•来，所以加热后不需辅助

燃

5.流动砂旋回的效果使炉内不会产生局

部高温、且温度均一，所以哦热值的垃

圾也不会产生结块。

6.由于砂的强力旋回运动，粗大的垃

圾也易破碎分散成细状而完全燃

烧。

7.由于沙的旋回运动，大的不燃物可

确实的被砂移动至不燃物排出而排

出。

8.数量三套

9.尾部烟气国内联合1.合作生产

处理装置2.数量三套

10电器系统采用ABB马达1.成套采购；本公司是它的OEM商

控制中心2.总容量：4270KW

11计算机系统采用国内硬件1.自己开发系统；本公司已有运行业

绩

2.总容量：3000点左右

12调节阀采用日本K0S0国内已有合资企业

13变送器采用美国国内已有合资企业；本公司是他的OEM

R0SMUNT技术商

14流量计采用美国国内已有合资企业；本公司是他的OEM

R0SMUNT技术商

15变频器采用ABB国内已有合资企业；本公司是他的OEM

商

16主变压器国内采购属成熟产品

17二次仪表国内采购属成熟产品

•

18煤场设备国内采购属成熟产品

*

19输煤设备国内采购属成熟产品

九.垃圾燃烧发电厂热平衡主要技术指标

表一：城市生活垃圾燃烧工程垃圾量

垃圾量小时量t/h日燃用量t/D年燃用垃圾量

锅炉容（万吨）

3X75t/d41.7100029.19

*日运行按24h计,年运行小时按7000计。

表二：燃烧电厂耗煤量

^圾量小时耗煤量日耗煤量t/d量年耗煤量

锅炉容t/h（每台）

5.9283.28.26万吨

*日运行小时数按24h计，年运行小时数按7000计。

表三：主要技术指标

名称单位

垃圾燃烧处理量t/d1000

燃烧炉产汽量t/h2X75

发电功率KW24000

厂用电量KW3417

厂用电率%14.2

年运行小时H7000

年发电量kkW.h144000

年供电量k