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生活垃圾焚燒機(jī)理和控制要素論文
[論文摘要]論述了福州市紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠工程運(yùn)行情況、生活垃圾焚燒機(jī)理和各個(gè)控制要素。
[論文關(guān)鍵詞]生活垃圾焚燒機(jī)理控制要素
1前言
福州市政府決定建設(shè)福州市紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠，采用特許經(jīng)營權(quán)BOT方式，通過公開招標(biāo)組建了項(xiàng)目法人。2005年4月，福建省發(fā)改委作出了《關(guān)于福州市紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告的批復(fù)》（閩發(fā)改投資[2005]325號(hào)）。
紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)模每年處理城市生活垃圾39.6萬噸，日平均處理規(guī)模為1200t。生活垃圾由福州市城市執(zhí)法局委托環(huán)衛(wèi)部門提供并運(yùn)送至福州市紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠。建設(shè)場(chǎng)地位于福州市北郊紅廟嶺垃圾填埋場(chǎng)征地范圍內(nèi)，占地約52500m2。擬建場(chǎng)地西邊是紅廟嶺垃圾填埋一期庫區(qū)，北邊是福州市紅廟嶺污水處理廠。平整后場(chǎng)地絕對(duì)標(biāo)高483m。
紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠采用機(jī)械爐排焚燒爐，按兩爐配置，處理能力2×600t/d，發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為2×12000KW，工程總投資3.2億元。焚燒發(fā)電廠勞動(dòng)定員80人。
紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠于2007年9月投入使用。該項(xiàng)目的建設(shè)，不但可以延長紅廟嶺垃圾填埋場(chǎng)的使用年限，節(jié)約寶貴的土地資源，改善采用填埋處理方式帶來的環(huán)境影響；同時(shí)焚燒垃圾產(chǎn)生熱能發(fā)電，增加了福州市電力供應(yīng)，使生活垃圾處理達(dá)到資源化。
2焚燒過程機(jī)理
生活垃圾的燃燒過程，本質(zhì)上是質(zhì)量傳遞、熱傳遞，動(dòng)量傳遞、化學(xué)反應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化等物理化學(xué)反應(yīng)綜合在一起的一個(gè)復(fù)雜的過程。從固體燃料燃燒理論的角度分析，作為定性的燃燒階段劃分，廢物的燃燒過程可以分為預(yù)熱、水分蒸發(fā)、升溫，揮發(fā)份析出，著火和固定碳燃燒,燃盡等過程。伴隨著這些過程的開始、發(fā)展、結(jié)束和交替，垃圾先吸取熱量，溫度上升，失去水分，局部分解析出可燃成分，然后著火燃燒，放出熱量，直到燃盡冷卻。廢物本身的質(zhì)量也隨著這些過程逐步減少，直到殘留灰渣。
3垃圾焚燒的控制要素
垃圾焚燒的影響因素主要有停留時(shí)間、燃燒溫度、湍流度和過量空氣系數(shù)。其中停留時(shí)間、燃燒溫度、湍流度。
3.1停留時(shí)間
停留時(shí)間有兩個(gè)方面的含義：其一是垃圾在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間，它是指垃圾從進(jìn)爐開始到焚燒結(jié)束直至爐渣從爐中排出所需的時(shí)間，它影響到焚燒殘?jiān)臒嶙茰p率和焚燒去除率；其二是垃圾焚燒煙氣在爐中的停留時(shí)間，它是指垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣在爐中所需時(shí)間，它影響到燃燒效率、焚燒去除率和二惡英分解率。
垃圾在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間越長，它與空氣接觸越充分，垃圾燃燒越完全，二惡英分解越徹底，焚燒爐的體積也就越大，這將受到設(shè)備投資條件的制約。所以，停留時(shí)間的長短應(yīng)視具體情況來定，要綜合考慮燃燒效果和設(shè)備造價(jià)兩方面因素。
3.2溫度
垃圾焚燒過程焚燒爐內(nèi)的溫度分布是不均勻的，這里的溫度指的是垃圾焚燒所能達(dá)到的最高溫度。垃圾焚燒過程要求控制適宜的燃燒溫度。燃燒溫度愈高，燃燒反應(yīng)速度愈快，越有利于垃圾的焚燒。但過高的燃燒溫度會(huì)加快焚燒爐內(nèi)壁和爐內(nèi)機(jī)械結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，會(huì)使灰渣熔結(jié)，影響爐壁的使用壽命及爐內(nèi)機(jī)械的運(yùn)行，還會(huì)促進(jìn)氮氧化物的生成。所以燃燒溫度不宜過高。燃燒溫度過低，會(huì)使垃圾燃燒不完全。從二惡英分解的角度出發(fā)，燃燒溫度不宜低于850℃。
3.3湍流度
湍流度是表征垃圾和空氣混合程度的指標(biāo)。湍流度越大，垃圾與空氣的混合程度越好，有機(jī)可燃物能及時(shí)獲取燃燒所需的充分氧氣，燃燒反應(yīng)越完全，同時(shí)足夠的湍流度也有利于消解燃燒產(chǎn)生的二惡英等有害成分。一般采用再爐膛側(cè)壁送入二次風(fēng)的方法提高湍流度，促進(jìn)垃圾的完全燃燒。
3.4過量空氣量
垃圾焚燒過程要求控制適當(dāng)?shù)倪^量空氣量。理論上和和實(shí)踐結(jié)果都說明，只有當(dāng)燃燒室處于少量過量空氣條件下，焚燒熱效率才能較高。一般情況下，氧氣量愈大，燃燒的速度就愈快。為了使垃圾能夠更好的燃燒，燃燒層內(nèi)必須有足夠的空氣徑流，垃圾與空氣的湍流混合度越高，則燃燒層越容易保持足夠的氧氣量，使燃燒速度加快。而燃燒室內(nèi)的高湍流環(huán)境，是靠燃料空氣的攪動(dòng)來達(dá)到的，一定限度的過剩空氣量，將有利于保持這種湍流，并使燃燒室內(nèi)有較高的氧氣量。但過量的空氣鼓入，會(huì)加劇燃燒熱損失，降低燃燒溫度，延緩反應(yīng)速度，因此應(yīng)控制適當(dāng)?shù)倪^�？諝饬�。在具體的垃圾焚燒過程中，需要根據(jù)垃圾性質(zhì)和焚燒爐爐型等因素來確定過�？諝饬�。
4小結(jié)
城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已相當(dāng)成熟，而在我國尚處于起步階段。生活垃圾焚燒的影響因素主要包括停留時(shí)間、燃燒溫度、湍流度和過量空氣系數(shù)。鑒于我國城市生活垃圾的特點(diǎn)是水分含量高，且垃圾組分和熱值波動(dòng)大，生活焚燒機(jī)理還有待進(jìn)一步研究，以從而真正實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾處理的資源化、減量化和無害化。
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