立式旋转热解气化焚烧炉在中小型生活垃圾焚烧发电厂的应用经验

1. 工艺流程简述：
整个流程主要由五个子系统组成：垃圾贮存进料系统，垃圾气化焚烧系统，余热锅炉系统，尾气净化系统，汽轮发电机组系统。
1.1 垃圾贮存进料系统：该系统由垃圾前分选设备、垃圾贮坑、抓斗起重机组成。
前分选设备主要由一个滚筒筛和若干皮带传送机组成，滚筒筛设备的作用是主要用于北方城市进入冬季后灰土较多的情况下减少入炉垃圾的灰土含量，以保证焚烧气化炉的透气性，使炉况更加稳定，辅以人工在传送带上的分拣，可以把能够回收利用的废品捡出，同时将大于400*400*400粒径的大块垃圾捡出，保证焚烧炉垂直加料仓内的垃圾不出现搭棚现象。
垃圾贮坑用于贮放垃圾，并且尽可能的在坑内析出渗滤液。运行实践表明，新鲜垃圾贮放五天后再入炉，焚烧炉气化率大大提高，能够进一步提高产能和热能回收，增加企业经济效益。
抓斗起重机的作用是将垃圾从贮坑抓取提升至高位投入焚烧炉垂直料斗，并利用投料空隙对垃圾坑内准备入炉的垃圾进行倒垛混料。
1.2 垃圾气化焚烧系统：由焚烧气化炉和烟气二燃室组成。焚烧气化炉由垂直料仓、双辊连续给料机、固定炉盖、旋转炉体、水封出渣机、冷却循环水及一次风机等组成。
垂直料仓的作用是将要入炉的垃圾贮放于内。双辊连续给料机的作用是将垂直料仓内的垃圾连续均匀地送入炉内，尽可能的使炉内温度相对稳定。固定炉盖的作用是安装双辊加料机和烟气出口及烟道，并设置观火口、测温测压等装置。转动炉体的作用是焚烧气化垃圾，使入炉的垃圾能彻底的焚毁，变成可燃烟气和结焦状炉渣。水封出渣机的作用是将由炉体下部凸型炉篦排出的炉渣从水封坑里排出至地面一定的高度并落入运渣车的车斗内。冷却循环水的作用是保护炉盖及其上面的双辊连续加料机不被高温烟气烧坏。一次风机的作用是将助燃空气通过风管送到旋转炉体下面的风室内。
焚烧气化工作机理：垃圾从加料仓上方的漏斗投入，通过设在炉盖上的双辊连续给料机将其送入到旋转着的炉体内，随着炉体的转动，加入炉内的垃圾会沿着炉膛半径面均匀撒在其截面的任何一处表面上。炉体自上而下分为炉膛空层、干燥层、热解层、氧化燃烧层、热渣层、冷渣层、凸型炉篦、下部风室，刚入炉的垃圾落在干燥层上，受自下而上的高温烟气流的作用而迅速升温进行干燥并蒸发掉水份，随着温度升高到600℃以上时，大量的有机物开始分解气化成CO、H2、CmHn等可燃气并随着上升的高温烟气进入二次燃烧室燃烧。随着干燥热解的进行，垃圾的温度进一步升高，有机质分解气化后剩余的残炭、焦油等进入氧化燃烧层在一次风机的作用下剧烈燃烧并放出大量的热量，这些热量又为刚入炉的垃圾提供其在干燥升温及热分解气化过程所需的热量。经过氧化燃烧后剩余的高温残渣在继续下移中被从炉底部风室由下而上的空气冷却，所携带的热量被空气吸收并使空气预热，冷却后的残渣在凸型炉篦的作用下被挤压破碎成150mm以下的块状物后落入风室灰斗下面的水封槽里，再由出渣机从水封槽里排出至地面上的运渣车灰斗内。
从一燃室排出的烟气通过烟道导入二燃室，在足量的二次风助燃下使其在二燃室内完全燃尽，二燃室的温度控制在900~1100℃之间。
1.3 余热锅炉系统：该系统主要由前端蒸发受热面、过热器、后端对流蒸发受热面、省煤器、吹灰器、给水系统、控制系统等组成。
前端蒸发受热面的作用是将从二燃室输出的高温烟气降到600℃±20℃，以确保过热器免受高温腐蚀而影响使用寿命，过热器的作用是将蒸汽温度调控在汽轮发电机要求的工作参数范围内。后端对流蒸发受热面和省煤器的作用是将过热器之后的烟气中的热能充分回收利用。吹灰器的作用是将过热器管、蒸发对流管束上的积灰吹落。
1.4 尾气净化系统：尾气净化系统由烟气除酸塔、布袋除尘器以及Ca(OH)2碱液配给站、空压机等组成。烟气除酸塔的作用是通过喷入Ca(OH)2中和反应，去除烟气中的HCL、HF、SO2 等酸性气体。布袋除尘器是通过滤袋收集烟气中的灰尘，配合前端管道上注入的活性炭粉吸附捕捉烟气中的二恶英及一些气态汞等重金属。
1.5 汽轮发电机组系统：汽轮发电机组的作用是将由余热锅炉产生的蒸汽热能转换成电能。
2 应用经验
运行实践表明，生活垃圾经过简单的前端处理，垃圾气化焚烧系统足以适应春夏秋冬各个季节的垃圾焚烧，在四个季节中，夏季垃圾含水率最高，但只要通过垃圾贮坑放置能把含水率控制在45%以内，则一燃室仍可在最佳状态下运行，二燃室烟气温度仍可保持在900℃以上，这样的工况十分有利于余热锅炉的产能。在环保达标方面，对烟气污染物CO、HCL、SO2、NOx、烟尘、二恶英、重金属Hg、Cd、Pb等几项指标中，CO通过燃烧控制可以完全达到远低于排放值150mg/Nm3的理想数值30mg/Nm3，HCL、SO2、烟尘、二恶英、重金属Hg、Cd、Pb等均可通过尾气净化系统达到排放标准，由于一燃室燃烧温度较低，可抑制NOx的生成，因此通过燃烧控制无需尾气净化手段NOx污染物即可达标，这是垃圾气化焚烧方式所带来的特有效果，对于焚烧厂投资和运行费用可以不考虑其任何费用支出。