固体废物焚烧热能的回收利用

1、.,废热回收锅炉,.,汽轮机,.,6.4固体废物焚烧热能的回收利用,垃圾进行焚烧处理产生大量的烟气，烟气温度可高达8501000，含有大量的热能。将这些热能充分加以利用，可实现“节能减排”。生活垃圾焚烧产生的热能相当于可再生能源。如果采用焚烧热电联产，在供暖季节主要用于供热，在非供暖季节主要用于发电，不仅实现在对垃圾处理中降低污染排放，还可有效解决资源短缺问题。,.,现代化的焚烧厂通常都设有尾气冷却和废热回收系统。其作用是： 调节焚烧尾气温度，使其降温至220300，以便进入尾气净化系统。一般尾气净化处理设备能在300以下的温度范围内操作，因此，焚烧炉所排放的高温气体尾气调节或操作不当，会降低

2、尾气处理设备的效率及寿命。 回收废热。通过各种方式利用废热，可以获得经济收益和环境效益，并有利于降低焚烧处理的费用。目前，中大型垃圾焚烧厂几乎均设置有汽电共生系统。,.,6.4.1 焚烧废气冷却方式 焚烧废气冷却方式有直接式和间接式两种。 直接式冷却是利用传热介质直接与尾气接触以吸收热量，达到冷却和温度调节的目的。水具有较高的蒸发热（约2500 kJ/kg），是最常用的冷却介质，可以有效降低尾气温度，且产生的水蒸气不会造成污染。 空气的冷却效果差，大量使用还会增加尾气处理系统的负担，因此很少单独使用。,.,直接喷水冷却是常用的废气直接冷却方式之一，图6.10为直接喷水废气冷却方式的工作示意图。

3、其工作过程为：冷却水由水泵送入经过喷嘴喷进冷却塔内，与上升的烟气直接接触，冷却水受到高温烟气形成水烟气，水烟气流入热交换器与空气进行热交换，产生的热空气用作焚烧炉的助燃空气，从而使废热得到再利用。,烟气通过水冷塔后，温度可从800950降到300450；通过空气热交换器后，进一步降到200300之间。该方式投资和运行成本较低，系统运行也比较稳定可靠，但热回收效率低，水的消耗量大。,.,间接冷却方式利用传热空气和水等，通过热交换设备，来降低尾气温度和回收废热。其中废热锅炉换热冷却方式使用最为广泛。 废热锅炉（又称热回收锅炉）是利用燃烧尾气的废热为热源产生蒸汽的一种设备。废热锅炉有多种型式，图6.

4、11所示是双筒式废热回收锅炉。,图6.11双筒式废热回收锅炉,焚烧炉产生的高温烟气先经水冷壁冷却，然后进入锅炉的水管群，与水管中的水进行热交换，使水管中的水蒸发而产生水蒸汽，用其发电或作它用，而废气达到冷却的目的。,.,废热锅炉换热冷却方式，既达到冷却尾气的目的，又实现热能的回收。 优点：传热传质效果好，废热回收效率高；设备体积小，安装费用低；对废气温度变化适应性强，并可耐受较高温度；可生产蒸汽，供作它用。 缺点：投资、运行和维护成本较高。此外尾气中的酸性气体和粉尘会导致设备零部件的损坏、腐蚀、积垢等，使回收效率降低，系统运行稳定性较差。,一般地，中小型焚烧厂多采用批式或半连续焚烧方式，产生的

5、热量较少，废热回收的规模经济效益较差，故大多采用喷水直接冷却方式；而大型垃圾焚烧厂产热量大，具有较好的规模经济效益，故大都采用废热锅炉冷却方式。,.,6.4.2 废热回收利用方式 热回收方式的选择取决于废热利用途径和特点、工艺技术以及经济因素等。 垃圾焚烧所产生的废热有多种再利用方式，包括水冷却型、半废热回收型及全废热回收型三大类。 焚烧产生的废热大多被转化成蒸汽热能，蒸汽再作它用。其主要利用途径有：厂内辅助设备自用；厂内发电；供应附近工厂或医院的加热或消毒用；供应附近发电厂当作辅助蒸汽；供应区域性暖气系统蒸汽使用；供应休闲福利设施；发达国家焚烧废热利用方式。,.,厂内辅助设备自用 如焚烧厂所

6、处理的垃圾含水率高、热值低，可利用蒸汽预热助燃空气，使其自室温提升至150200，更好的达到燃烧效果；或用蒸汽将废气温度于排放前加热至约130，以避免因设置湿式洗烟装置而产生白烟现象。 厂内发电 垃圾场产生的蒸汽还常被用以推动汽轮发电机发电，构成汽电共生系统。产生的电力有1020作为厂内使用，其余则售予电力公司。 供应附近工厂或医院的加热或消毒用 蒸汽还可用于厂区附近的工厂或医院，供其生产、生活、取暖或消毒设备使用，冷凝水则返送回焚烧厂循环使用。目前以美国采取此方法居多。,.,供应附近发电厂当作辅助蒸汽 可将所产生的蒸汽送到附近发电厂，配合发电。但焚烧厂产生的蒸汽条件必须与发电厂的蒸汽条件相互

7、一致。此方式也是以美国及欧洲地区采用较多。 供应区域性暖气系统蒸汽使用 此种利用方式包括两种情况，一是将所产生的蒸汽经热交换器，产生约80120的热水，然后进入区域性的暖气或热水管路网中；另一种情况是直接将蒸汽输送到区域性热能供应站，经该厂的热交换器，产生不同型式的热能，以供应社区取暖。此种利用方式主要用于寒冷地区（如欧、美地区），尤其对已设有供应热水管路系统的地区，可直接并联操作，做为系统中的基本负载。,.,供应休闲福利设施 通过管路供应厂区附近民众休闲福利设施中所需的蒸汽或热水，例如温水游泳池，公共浴室及温室花房等。 发达国家焚烧废热利用方式 目前，世界各国越来越重视对焚烧废热的利用。各国

8、国情不同，废热的回收利用方式和途径也不一样。 美国垃圾焚烧厂能源回收利用方式呈多元化，包括发电、取暖、供应蒸汽、海水淡化及烘干下水道污泥等。基于垃圾热值较高，而且电力设备的操作管理便利，垃圾焚烧厂内普遍设发电装置，并且采用发电量较高的凝结式汽轮发电机，或与一般发电厂联合，供应发电所需蒸汽。,.,6.4.3 焚烧热能回收利用促进“节能减排” 我国“十一五”规划纲要中提出的“节能减排”，指的是减少能源浪费和降低废气排放。 生活垃圾焚烧处理除了对污染物的减排作用明显外，对温室气体的减排效果也非常显著。垃圾焚烧过程中，生物质（如植物、秸秆、纸等）燃烧排放的二氧化碳并不增加温室气体排放，温室气体增加主要来自化石燃料的材料（如废塑料）燃烧产生的二氧化碳和少量的二氧化氮。生活垃圾焚烧处理减少温室气体排放主要体现在两个方面，一是避免了由填埋气体（主要是甲烷）造成的温室气体，二是通过焚烧余热替代化石燃料燃烧减少温室气体排放。不同国家或地区填埋气体回收利用状况和能源结构不同，具体替代当量系数也不同。按照我国生活垃圾成分计算，与填埋相比，焚烧发电每吨垃圾减排二氧化碳约0.5吨。,.,垃圾焚烧发电存在的问题垃圾焚烧发电在我国还处于初级阶段，还有许多方面需改进和提高。 垃圾发电当前遇到的