1. 概述
垃圾熱解氣化是第三代垃圾處理方法，是指在高溫、缺氧的條件下，垃圾中有機(jī)類組分得到充分的熱解，有機(jī)物大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)可燃?xì)怏w的過程。生產(chǎn)得到的可燃?xì)饪梢灾苯痈邷胤贌?，煙氣可有效的與余熱鍋爐配合產(chǎn)蒸汽及推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)也可以直接利用可燃?xì)馔苾?nèi)燃發(fā)電或燒鍋爐及各種工業(yè)窯爐。
相對于垃圾直接焚燒而言，熱解氣化技術(shù)解決了煙氣污染問題, 無二次污染, 煙氣達(dá)標(biāo)排放。垃圾熱解氣化通入的空氣是垃圾直接焚燒的四分之一，整個(gè)熱解過程中參與反應(yīng)的氧極大的減少，氮、硫極少氧化而被殘留在渣中，使燃?xì)狻煔獾牧蚧?、氮氧化物相?yīng)的減少，減少污染處理量，再經(jīng)過嚴(yán)格的凈化處理系統(tǒng)，排放物必須達(dá)到國家環(huán)保要求。重慶鋒渝專注于生物質(zhì)及垃圾氣化領(lǐng)域10多年，且在國內(nèi)外已經(jīng)成功建設(shè)氣化工程幾十處，具備十分豐富的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)垃圾處理量的不同，重慶鋒渝提供三種不同的垃圾熱解氣化處理成套方案。
垃圾熔融氣化技術(shù)將進(jìn)一步減少垃圾燃燒后30%左右的灰渣，減少二次污染。熔融態(tài)出渣可以用作道路建筑石材，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無害化垃圾減量和資源化的要求。
2.工藝技術(shù)方案
根據(jù)垃圾處理量的不同，重慶鋒渝提供三種不同的垃圾熱解氣化處理成套方案。日處理量小于20噸，垃圾熱解氣化后直接高溫二次燃燒，該方案適用于中國廣大農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)的垃圾處理，解決農(nóng)村垃圾問題，具有十分廣闊的市場；日處理量20~200噸，可以根據(jù)需求采用垃圾熱解后燃?xì)鈳?nèi)燃機(jī)發(fā)電，根據(jù)垃圾不同每2公斤垃圾即可發(fā)一度電，可建成垃圾發(fā)電站規(guī)模從400KW~5MW；日處理量100噸以上，可以垃圾熱解二次燃燒后配合余熱鍋爐產(chǎn)過熱蒸汽，并推蒸汽輪機(jī)發(fā)電，發(fā)電規(guī)模3MW以上。以上三種路線也可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，燃?xì)庖部伸`活運(yùn)用于燒鍋爐或其他工業(yè)窯爐。
項(xiàng)目 | 小型垃圾氣化焚燒系統(tǒng) | 垃圾氣化帶內(nèi)燃機(jī)發(fā)電 | 垃圾氣化焚燒帶鍋爐發(fā)電 |
日處理量 | <20T | 20~200T | >100T |
適用 | 鄉(xiāng)鎮(zhèn)垃圾處理站 | 中小規(guī)模垃圾電站 | 中小規(guī)模垃圾電站 |
資源化 | 熱水或蒸汽 | 發(fā)電200~5MW | 發(fā)電量3MW以上 |
排放 | 達(dá)標(biāo) | 達(dá)標(biāo) | 達(dá)標(biāo) |
2. 小型垃圾熱解氣化焚燒系統(tǒng)
鋒渝小型垃圾氣化焚燒系統(tǒng)是針對農(nóng)村垃圾露天拋撒堆放，直接燃燒秸稈這一現(xiàn)狀開發(fā)出的基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小噸位垃圾無害化處理的小型熱解氣化技術(shù)及裝置。該技術(shù)及裝置主要處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村垃圾、秸稈等一切可燃有機(jī)物。設(shè)備主體設(shè)計(jì)為熱解氣化爐和二次燃燒室，氣化爐實(shí)現(xiàn)垃圾中有機(jī)物的熱解成可燃?xì)?，二次燃燒室采用過氧燃燒, 將溫度控制在850-1100℃且氣體停留時(shí)間大于2 秒,使有害物質(zhì)充分燃燒分解，達(dá)到無害化。
鋒渝小型垃圾熱解氣化焚燒優(yōu)點(diǎn)：
1. 煙氣排放達(dá)標(biāo)
氣化爐內(nèi)屬還原性氣氛，N、S極少氧化而被殘留在渣中，減少NOx和SO2的排放；二燃室內(nèi), 采用過氧燃燒, 將溫度控制在850-1100℃氣體停留時(shí)間大于2秒, 能使多氯聯(lián)苯類物質(zhì)、殘?zhí)康韧耆紵纸?，使二惡英殘留量極少，排放煙氣中的飛灰及其他指標(biāo)也完全達(dá)標(biāo)，日常運(yùn)行看不到煙塵也無異味。
2. 可處理垃圾范圍廣
只需簡單除去建筑垃圾及金屬便可直接使用，對熱值要求低。
3. 無需添加輔助燃料
4. 結(jié)構(gòu)緊湊，合理，占地面積小，自動(dòng)化程度高
鋒渝小型垃圾熱解氣化焚燒系統(tǒng)系統(tǒng)流程如下
技術(shù)參數(shù)表
型號 | QFL-10 | QFL-15 | QFL-20 |
處理能力（噸/天） | 10 | 15 | 20 |
入爐物料 | 生活垃圾、生產(chǎn)垃圾、秸稈等 | ||
二燃室溫度 | ≥900--1100℃ | ||
二燃室煙氣停留時(shí)間 | ≥2秒 | ||
排放 | 符合《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485—2014) | ||
設(shè)備占地面積（平方米） | 100 | 100 | 150 |
耗電量（度/小時(shí)） | 8 | 10 | 12 |
產(chǎn)熱水量（t/h） | 2 | 4 | 6 |
3. 垃圾氣化帶內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)
垃圾氣化帶內(nèi)燃機(jī)是靈活利用垃圾熱解所產(chǎn)生的燃?xì)獾囊环N工藝。垃圾熱解出的燃?xì)饨?jīng)過凈化后進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，該工藝適用于中小規(guī)模的垃圾發(fā)電。垃圾氣化技術(shù)是一種新型的垃圾處理技術(shù)，與常規(guī)的垃圾處理方法相比，氣化具有能源回收率高、二次污染小、煙氣量小、后處理設(shè)備簡單，如需要提高發(fā)電效率，氣化與內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的結(jié)合的同時(shí)，可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)。
鋒渝公司垃圾熱解處理的特點(diǎn)：
1.重慶鋒渝專注于生物質(zhì)及垃圾氣化領(lǐng)域10多年，且在國內(nèi)外已經(jīng)成功建設(shè)氣化工程數(shù)處，具備十分豐富的經(jīng)驗(yàn)。
2.相對于大型的垃圾焚燒余熱鍋爐發(fā)電廠不同，重慶鋒渝垃圾熱解氣化發(fā)電工程具有特殊優(yōu)勢。
項(xiàng)目 | 大型垃圾焚燒發(fā)電廠 | 鋒渝氣化內(nèi)燃機(jī)發(fā)電工程 |
投資 | 大（動(dòng)輒上億） | ?。ㄗ疃?千萬） |
占地面積（未包含污水處理廠） | 大 | ?。?000平方米） |
單臺(tái)爐日處理量 | 600噸 | 200噸 |
煙氣排放 | 達(dá)標(biāo) | 達(dá)標(biāo) |
操作運(yùn)行 | 復(fù)雜 | 簡單 |
3.相對于垃圾直接焚燒而言，由于鋒渝垃圾熱解通入的空氣是垃圾直接焚燒的四分之一，整個(gè)垃圾熱解過程中，參與反應(yīng)的氧極大的減少，根據(jù)物質(zhì)平衡，生成物中的硫化物、氮氧化物、二噁英等相應(yīng)的減少，極大的降低了污染氣體量，進(jìn)一步減少污染處理量。在經(jīng)過嚴(yán)格的凈化處理系統(tǒng)，排放物達(dá)到國家環(huán)保要求。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備操作運(yùn)行維護(hù)簡單，人工需求少，極大的降低了運(yùn)行成本。滿足國內(nèi)目前垃圾“減量化、無害化、資源化”處理的目的。項(xiàng)目后期根據(jù)甲方對整個(gè)熱解氣化發(fā)電項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)評估和檢測，滿足各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)要求后，再由甲方投資建設(shè)多套氣化發(fā)電設(shè)備。
4.在整個(gè)工藝生產(chǎn)過程中，不產(chǎn)生任何污水，不污染地下水，不污染土壤。
工藝流程圖如下：
參數(shù)表
型號 | LHC-400 | LHC-600 | LHC-800 | LHC-1000 | LHC-1200 | LHC-1500 | LHC-2000 | |
垃圾日處理量ton | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 75 | 100 | |
配套發(fā)電機(jī)組功率KW | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1500 | 3000 | |
產(chǎn)氣量 (Nm3/hr) | 1500 | 2250 | 3000 | 3650 | 4500 | 4500 | 4500 | |
運(yùn)行溫度 (℃) | 700~800 | 700~800 | 700~800 | 700~800 | 700~800 | 700~800 | 700~800 | |
潔凈燃?xì)鉁囟龋?/span>℃） | <45℃ | |||||||
循環(huán)水量(m3/hr) | 12~15 | 18~23 | 24~30 | 30~37 | 36~45 | 45~56 | 60~74 | |
氣化爐重量 (ton) | 26.7 | 30.8 | 34.8 | 38.7 | 42.5 | 47.1 | 52.6 | |
除灰方式 | 干式螺旋輸送機(jī)排出 | |||||||
氣體凈化及冷卻裝置 | 2級旋風(fēng)除塵器，2級噴淋洗滌塔，2級文丘里洗滌塔，1級水膜洗滌塔，1級填料洗滌塔，1級堿水洗滌器，2級焦油過濾器，1級電捕焦油器 | |||||||
5.垃圾熱解氣化焚燒發(fā)電系統(tǒng)
垃圾氣化焚燒發(fā)電工藝流程為：運(yùn)載分選垃圾的卡車經(jīng)地磅稱重后，進(jìn)入垃圾接收大廳，再將垃圾倒于緊鄰接收大廳的垃圾貯坑中，通過坑底的皮帶輸送機(jī)將垃圾投入料倉，料倉起到了氣封作用，并通過螺旋給料機(jī)將垃圾送到焚燒爐內(nèi)，垃圾的氣化過程在流化床氣化爐內(nèi)完成。垃圾氣化后剩下的爐渣經(jīng)濕式排渣機(jī)冷卻后，排至皮帶輸渣機(jī)，送至爐渣倉。爐渣倉內(nèi)爐渣，由鏟車將爐渣放入爐渣運(yùn)輸車外賣。
垃圾熱解氣化并釋放出大量的一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性的氣體，這些高溫?zé)峤鈿膺M(jìn)入二次燃燒室進(jìn)行充分燃燒，將得到的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐制得蒸汽并推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
氣化爐及二次燃燒室內(nèi)垃圾燃燒供風(fēng)采用經(jīng)預(yù)熱后的熱風(fēng)，供風(fēng)由采用變頻調(diào)速的風(fēng)機(jī)在垃圾貯坑內(nèi)抽取坑內(nèi)空氣，經(jīng)蒸汽預(yù)熱器、煙氣預(yù)熱器預(yù)熱至220℃后，接至氣化爐及二次燃燒室內(nèi)參與燃燒。
氣化爐及二次燃燒室采用常壓或微負(fù)壓操作，操作壓力約為-30Pa；這樣有利于設(shè)備系統(tǒng)及車間環(huán)境的清潔及機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。
氣化焚燒過程中煙氣的熱能被余熱鍋爐轉(zhuǎn)換成蒸汽用于發(fā)電及預(yù)熱燃燒空氣。焚燒后的煙氣采用“SNCR+冷卻塔+反應(yīng)塔＋布袋除塵器＋活性炭吸附”工藝，煙氣經(jīng)冷卻塔、反應(yīng)塔和布袋除塵器除去有害氣體和粉塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽出由煙囪排入大氣。噴霧塔、除塵器收集下來的飛灰與石灰、活性炭等混合物由排灰裝置排至飛倉。飛灰在固化間經(jīng)固化后，制磚或運(yùn)至政府指定的填埋場進(jìn)行填埋處理。
余熱鍋爐采用立式全懸吊自然循環(huán)方式的中溫、中壓蒸汽鍋爐，鍋爐補(bǔ)水由除鹽水制備裝置供應(yīng)。鍋爐采用自然循環(huán)方式，吸收垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱能，其產(chǎn)生的中壓過熱蒸汽接至汽輪發(fā)電機(jī)組，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
汽輪發(fā)電機(jī)組采用純冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)，蒸汽在汽輪機(jī)中作功后的乏汽，經(jīng)由循環(huán)冷卻泵站供應(yīng)的循環(huán)冷卻水冷卻后，由凝結(jié)水泵輸送至除氧器，經(jīng)除氧后由給水泵輸送至省煤器，經(jīng)省煤器加熱后，接至余熱鍋爐鍋筒。
汽輪發(fā)電機(jī)組的一段抽汽接到蒸汽式空氣預(yù)熱器預(yù)熱燃燒供風(fēng)，二段抽汽接至除氧器除氧，三段抽汽接至低壓加熱器。
本項(xiàng)目氣化焚燒工藝實(shí)行全過程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制，通過傳感器測量出燃燒參數(shù)如爐內(nèi)溫度壓力、各部分煙氣溫度等參數(shù)，計(jì)算機(jī)將傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)算處理，通過控制給料機(jī)速度、空氣量配比和煙氣引風(fēng)機(jī)變頻電機(jī)來控制燃燒過程和各監(jiān)控點(diǎn)煙氣溫度。
工藝流程圖：
工藝系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)組成：
l 垃圾氣化系統(tǒng)
l 二次燃燒系統(tǒng)
l 余熱利用系統(tǒng)
l 煙氣凈化系統(tǒng)
l 灰渣處理系統(tǒng)
l 電力系統(tǒng)
l 自動(dòng)化控制系統(tǒng)
