流化床焚烧处理城市生活垃圾工艺设计

焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物
。在焚烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾焚烧处理前暂时储存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。焚烧法适宜处理有机成分多、热值高的废物；当处理可燃有机物组分很少的废物时，需要补加大量的燃料，这会使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置，则可弥补上述缺点，降低废物焚烧成本，从而使焚烧法获得较好的经济效率。
焚烧技术在处理城市垃圾方面得到广泛的应用，是因为它有许多独特的优点：
①垃圾经焚烧处理后，垃圾中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求，无害化程度高；
②经过焚烧，垃圾中的可然成分被高温分解后，一般可减重80%和减容90%以上，减量效果好，可节约大量填埋场占地，焚烧筛上物效果更好；
③垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热和发电，垃圾被作为能源来利用，还可以回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化；
④垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区见长。即节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对有经济发达的城市，尤为重要；
⑤焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响。
⑥随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高，焚烧法的操作费用可望低于填埋。
当然，焚烧方法也并非完美。首先。焚烧法投资大，占用资金周期长；其次，焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于3360kJ/kg（800kcal/kg），限制了它的应用范围；最后，焚烧过程中也可能产生较为严重的“二恶英”问题，必须要对烟气投入很大的资金进行处理。
国内外垃圾焚烧技术[1]主要有三大类：旋转燃烧技术（也称回转窑式）、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
①旋转燃烧技术：
旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，其内壁可采用耐火砖砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。它是通过倾斜筒体连续、缓慢地转动，利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部，然后靠垃圾自重落下，由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触，完成着火、燃烧和燃烬三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。
②炉排炉层状燃烧技术：
层状燃烧技术发展较为成熟，这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广，运行及维护简便等优点，许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定，层状燃烧关键是炉排。垃圾在炉排上通过三个区段：预热干燥段、燃烧段和燃尽段。垃圾在炉排上着火，热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流，还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下，使垃圾层强烈地翻动和搅动，引起垃圾底部也开始着火，连续地翻动和搅动，使垃圾层松动，透气性加强，有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱形状设计要考虑气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃尽区垃圾的燃尽。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀并合理使用一、二次风。层燃炉要获得良好的炉内燃烧工况，必须具备三个条件：即烟气湍流度、滞留时间和足够高的温度。由于垃圾成份复杂，炉温太高时会产生过多的氧化氮；炉温太低，烟气滞留时间过短，将易产生不完全燃烧产物，尤其是对人体有严重危害的二恶英难以完全分解，故大多数厂商把炉膛出口温度定位不低于 850 ℃ ，烟气滞留时间不低于 2 秒。层燃炉型式很多，有固定炉排（主要是小型焚烧炉）、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。
宁波垃圾焚烧厂（ 3 台 350 t/d ），浦东垃圾焚烧厂（ 3 台 365 t/d ），珠海垃圾焚烧厂（ 3 台 200 t/d ）分别采用德国诺尔—克尔茨公司、法国阿尔斯通公司、美国底特律阶梯式往复炉排。据一些资料介绍，已运行的炉排炉和调试运行情况看，现阶段的城市生活垃圾要使炉膛空间的燃烧温度大于 850 ℃ 还需要采用一定的喷油助燃措施。国外目前比较成熟的垃圾焚烧设备多为马丁炉排炉，对于热值较高的城市垃圾而言，这种选择无疑具有其科学性，但在处理热值较低且变化范围较大的我国城市垃圾，必然带来一定程度上的困难，甚至影响整个垃圾焚烧厂的运行。某厂引进的焚烧炉就遇到了这一情况，从投资的角度来看，引进国外一套（ 2 台 ）日处理 600 吨垃圾（发电功率 2×3 MW）的焚烧发电处理厂需要投资约 4.5 亿人民币，对于处于发展时期的我国来说是难以接受的。若能开发研制符合中国国情的国产化焚烧炉将具有广阔的应用前景。
③循环流化床燃烧技术：
循环流化床锅炉是 20 世纪 80 年代发展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式，我国科研工作者做了大量的工作，流化床燃烧技术目前已趋于发展成熟。
流化床垃圾焚烧炉是在炉内铺设一定厚度、一定粒度范围的石英砂或炉渣，通过底部布风板进入一定压力的空气，将砂粒吹起、翻腾、浮动。流化床内气 — 固混合强烈，传热传质速率高，单位面积处理能力大，具有极好的着火条件。垃圾入炉后即和灼热的石英砂迅速处于完全混合状态，垃圾受到加热、干燥，有利于完全燃烧。床内燃烧温度控制在 850 ℃ ～ 950 ℃ 的范围内，其燃烧过程特性与普通流化床锅炉相似。