垃圾焚烧发电厂燃烧控制及环保排放的研究

唐 安

永清环保股份有限公司 湖南 浏阳 410300

引言

垃圾焚烧是指垃圾在高温下被烧成残渣或者融化的不明固体物质。垃圾焚烧这一方法在很久以前就被开始使用,是对垃圾进行处理的一种历史悠久的方法。由于垃圾焚烧可以明显的减少垃圾的容量和体积,减少占地面积,焚烧产生的热量还可以循环利用,所以现已变为处理城市产生的垃圾的重要策略之一。但是垃圾焚烧产生的垃圾渗滤液、灰渣和粉尘等会对环境产生二次污染,减少其对环境的污染是十分必要的。

一、燃烧控制

(一)垃圾焚烧炉及垃圾焚烧过程的燃烧控制。垃圾焚烧开始是垃圾被垃圾车输送到垃圾储存坑,并在里面进行5～7天的发酵,随后发酵后的垃圾被送到焚烧炉的料斗里。焚烧炉进行运作时,先将炉膛的温度加热到850摄氏度以上,然后在推料器的作用下,垃圾不断的被推进焚烧炉,烧尽后的残渣经冷却进入渣坑储存起来,可作为建筑材料进行二次利用。燃烧产生的烟气经冷却后通过尾气处理系统,达到国际标准后被排入到空气中。在焚烧系统中,会互相影响的参数很多,比如焚烧温度、炉排上料层布置、烟气停留时间等,如果生活垃圾在焚烧系统中停留时间长,那么温度应相对减低;如果停留时间短,那么温度应相对升高。在垃圾燃烧过程中,推料器的控制对垃圾焚烧过程也是极其有意义的,每个推料器都配有速度调节器,压缩、进料、返回三个过程组成其每一次运作,三个过程要求的推料器的速度都不一样。压缩过程：为推料器前进的第一个阶段,推料器被液压比例阀控制向前飞速移动。进料过程：为推料器前进的第二个阶段,此时推料器向前移动是由于液压比例阀被速度控制器控制。返回过程：为第三个阶段,这时,液压开/关阀的控制其快速返回[1]。

(二)垃圾焚烧量的计算、偏差演算和控制。焚烧量计算是通过记录投入进行焚烧的垃圾体积,重量和间隔时间,计算出焚烧的速度和被焚烧的垃圾的密度。判断实际焚烧量与目标焚烧量的关系的主要依靠偏差演算,当实际焚烧量与目标焚烧量之间的差为正数,并且绝对值大于偏差范围的时候,说明实际焚烧量大于目标焚烧量;当实际焚烧量与目标焚烧量之间的差为负数,并且绝对值大于偏差范围时,说明实际焚烧量小于目标焚烧量,且焚烧过少[2]。偏差演算可用来指导炉排进行速度调整,确保达成每天的焚烧工作量目标。焚烧控制是指以实际焚烧量和垃圾热值及层厚偏差为根据对燃烧周期进行控制,最终完成每天的焚烧工作量[3]。

二、环保排放

(一)飞灰无害化处理。二噁英物质和重金属大多来源于焚烧产生的飞灰,二噁英致癌性极强,对人类的生命健康有极大的危害,是一种有剧毒的物质。重金属不仅会对土壤和水源产生污染,而且可影响儿童发育、导致心脑血管疾病,甚至可致癌。现如今国际上对飞灰的处理方法最普遍的是固化填埋法,但是固化填埋法不仅浪费土地资源而且还有渗漏的风险。飞灰无害化处理是指用二次物料复合技术将焚烧飞灰包裹起来,形成一个复合球,在球体内加入还原剂、助燃剂等,再在燃烧的过程中对其解毒。经过无害化处理的飞灰不再具有毒性,可以在建筑,建材,修建公路等方面进行再次利用,节省了自然资源。

(二)半干法脱硫。半干法脱硫是用湿的脱硫剂将垃圾焚烧产生的烟气里含有的硫分离开来。脱硫剂和二氧化硫等硫化物会发生氧化还原反应,生成粉状的固体产物。半干法脱硫的方法主要有增湿灰循环脱硫技术、旋转喷雾干燥法、气体悬浮吸收法三种。三种方法原理相同,实行过程和所用器具略有差异,增湿灰循环脱硫技术顾名思义是把循环灰和石灰粉混合并增湿,在烟道反应器里进行脱硫反应;旋转喷雾干燥法是把消石灰粉加水做成消石灰乳,再在吸收塔的雾化装置里被雾化为小液滴后,与烟气中的二氧化硫发生反应,从而去除烟气中含有的大部分硫化物;气体悬浮吸收法是指锅炉烟气与从喷嘴喷入的石灰浆混合,然后在反应器里进行反应,脱硫后的灰被捕捉后还可以再次进入反应器进行循环使用。进行半干法脱硫后,垃圾焚烧产生的烟气中的含硫量大量减少,对环境的污染也大幅度降低[4]。

(三)垃圾渗滤液处理。垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液具有很高的污染,对其处理要比处理普通生活污水和城市废水更加复杂,所需的成本和投资也更加高昂。现在主要通过预处理、生物处理和深度处理等工艺来处理垃圾焚烧发电厂生成的垃圾渗滤液。预处理常用的方法有混凝和氨吹脱,即通过物化技术清除渗滤液中的某些有机污染物、固体悬浮物和氨氮等,从而使得对生物的抑制作用大幅度降低。生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类,好氧生物处理的方法主要有活性泥垢法、新型生物膜反应器等,不但可以去除氨氮,而且对处理有机污染物也有一定的作用。厌氧生物主要通过中温两级上流式反应器进行处理,其中第一级可以稀释和缓冲负荷冲击截留难降解物质;第二级对有机物的降解有很大的作用。深度处理系统可以使水中的污染物彻底分离,经深度处理之后的渗滤液能达到国际一级标准,可在循环冷却,配置石灰乳等方面回收利用。

三、结束语

通过垃圾焚烧来处理城市垃圾是目前最可靠的方法之一,而且焚烧产生的热量经过转化后变成了电能,也在一定程度上对缓解电力紧张的问题做出了贡献,现如今怎么处理焚烧垃圾带来的环境污染是全世界都在关注的问题,也是目前急需解决的问题。控制燃烧过程可以从源头上减少焚烧发电对环境的不利影响,环保排放可以大幅度减低焚烧发电对环境的污染,这些技术的推广将促进垃圾焚烧发电厂的发展迈上新的台阶。