城市生活垃圾焚烧厂设计方案研究

摘要：本文章简要介绍了城市生活垃圾焚烧厂工艺参数、炉型结构、烟气处理、用地面积、设备配置、环境保护、工程投资和运行成本等内容的选择原则和设计方案。
关键词：生活垃圾，焚烧厂，设计方案
城市生活垃圾焚烧技术因符合无害化、减量化、资源化的垃圾处理技术政策，且具有处理速度快、减容效果好、占地面积小、环境影响小、选址难度低等优点，近年来在国外得到了较快发展。我国于1988年在深圳建成第一座生活垃圾焚烧厂。目前，珠海、广州、上海、北京、厦门等地均在筹建新的生活垃圾焚烧厂。但国内对生活垃圾焚烧厂设计技术的研究现状不能够适应于发展需要，而委托境外咨询机构设计，其提出的设计方案往往脱离具体国情。因此，研究符合我国国情的生活垃圾焚烧厂设计方案具有重要的现实意义。考虑到我国大多数城市的经济承受能力，以及发展民族环保产业的重要性，本文简要介绍以国产化设备为主的城市生活垃圾焚烧厂的设计方案。
1焚烧炉台数选择
生活垃圾焚烧厂内焚烧炉台数的合理范围为2-4台，考虑到目前国产化设备的生产能力，以300t/d和500t/d两种规模的生活垃圾焚烧厂为例，可供选用的焚烧炉配置方案共有5种，经比较单台焚烧炉的最佳规格为150t/d(见表l）。
表1生活垃圾焚烧厂焚烧炉配置方案选用表

2主要设计参数
2.1进炉垃圾性质
含水率：45％(30％-60%)；密度：0.38t/m3(0.30-0.45t/m3）；低位热值：6000kJ/kg（4000-8000kJ／kg）
2.2主要设计参数
垃圾处理量:300t/d和500t/d；单台焚烧炉垃圾处理量：150t/d；垃圾存放时间:3-5d；焚烧炉年正常工作时间:7500h；烟气停留时间：＞2s；燃烧温度：850℃-950℃。
3低热值生活垃圾焚烧工艺研究
我国的城市生活垃圾具有热值低、水分高、变化多的特点，焚烧时应采取以下工艺技术：（l）生活垃圾在池中堆放时间不少于3d；（2）适当增加干燥或燃烬段的炉排长度；（3）控制炉膛及二次燃烧室内的烟气温度不低于850℃，烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2s，并合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置；（4）控制烟气中的CO浓度低于60mg/m3，O2浓度不少于6％；（5）炉排上的垃圾料层厚度保持在400－800mm范围；（6）提高一次风温度，保持生活垃圾充分预热烘干；（7）燃烧室下部不设水冷壁，采用性能好的耐火材料；（8）生活垃圾渗沥水集中后另外处理，不宜向燃烧室回喷；（9）在生活垃圾焚烧厂中设置先进、完善和可靠的全套自动控制系统，使焚烧和净化工艺得以良好执行。
4焚烧厂设计方案的研究
4.1焚烧炉炉型选择
生活垃圾焚烧炉炉型选择涉及到技术、经济、环保等方面，以下意见可供设计时参考：（1）卧式焚烧炉优于立式焚烧炉；（2）炉排型焚烧炉优于回转窑和流化床焚烧炉；（3）往复式炉排优于链条式炉排；（4）明火燃烧方式优于焖火燃烧方式；（5）合金钢炉排优于球墨铸铁炉排。另外，生产厂家的综合实力、产品业绩、企业信誉、技术力量、设备价格、服务质量等也是选择焚烧炉炉型时应考虑的重要因素。
4.2烟气净化系统选择
生活垃圾焚烧厂的烟气净化系统主要可分为干法、半干法和湿法3种，以下建议可供设计时参考：（l）湿法和半干法对污染物的去除效率高于干法；（2）湿法效果可靠，但需设废水处理系统，工程投资及运行费用较高；（3）半干法设计简单，工程投资较低，但对管理的要求较高；（4）干法操作简单，工程投资及运行费用均较低。
本设计方案推荐采用半干法工艺。
4.3用地面积确定
在选取生活垃圾焚烧厂的用地面积时，涉及到工程规模、炉子台数、场地情况、余热利用、绿化面积和设施布局等，应作综合分析后才能确定。
本设计方案对于300t/d和500t/d的生活垃圾焚烧厂，其用地面积建议分别选取20000m2和27000m2。
4.4设备配置方案
本设计方案共研究了4种生活垃圾焚烧厂的设备配置方案，简介如下：
方案一：全部采用国产设备，设备国产化率达到100％；方案二：炉排液压系统、半干式吸收塔中的喷雾反应器喷嘴、主要烟气监测设备从国外引进，其余均采用国产设备，设备国产化率达到90％以上；方案三：焚烧炉炉排、助燃器、半干式吸收塔、烟气监测设备、自控系统中的关键元件、计算机系统（包括软件）从国外引进，其余均采用国产设备，设备国产化率达到80％以上；方案四：焚烧炉炉排、助燃器、半干式吸收塔、烟气监测设备、自控系统、计算机系统（包括软件）、垃圾吊车、磁性分选机、引风机、空气预热器、锅炉水处理装置等从国外引进，其余均采用国产设备，设备国产化率达到70％左右。
本文重点介绍方案二。
4.5环境保护
4.5.1废气 废气主要来自垃圾焚烧过程中产生的烟气，治理措施有：（l）烟气在燃烧温度高于850℃时的停留时间大于2s；（2）采用半干法吸收塔使酸性气体得以高效净化；（3）选用除尘效率大于99％的除尘器去除颗粒物；（4）经处理后的烟气在高空排放，烟囱高度不低于60m。