CN101737784A - 利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源环境工程技术领域，提供了一种利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，提供炉排垃圾焚烧炉，将农林废弃物、污泥与生活垃圾在炉排垃圾焚烧炉内混合燃烧，采用农林废弃物点火，待炉膛温度升高至850℃时，向炉膛加入生活垃圾及污泥实现混烧；其中掺烧农林废弃物在混合燃料中的质量百分比为40％以内，掺烧污泥在混合燃料中的质量百分比为30％以内，炉排焚烧炉内燃烧温度控制在850℃～1000℃，焚烧产生的烟气在炉内停留时间控制在2秒以上。成本低、提高垃圾焚烧炉的燃烧效率、解决污泥造成的污染问题、资源化利用农林废弃物、降低污染物尤其是重金属及二噁英的排放和减少化石能源的消耗。

Description

利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法

技术领域

本发明属能源环境工程技术领域，具体涉及一种利用炉排炉混合焚烧处理农林废弃物、污泥及城市生活垃圾的方法。

背景技术

目前，国家大力提倡和鼓励发展循环经济，节约能源、发展可再生能源，建设节约型社会。

2008年我国城市生活垃圾清运量达到了1.74亿吨，城市垃圾快速增长已成为当前我国面临的四大环境污染之一。焚烧法处理城市生活垃圾可以有效实现无害化、减量化和资源化，是国内外广泛推广应用的技术路线。但由于目前我国城市生活垃圾热值低、水分高，垃圾热值随季节性变化很大，致使在焚烧炉中焚烧时着火困难、燃尽度低、焚烧工况不稳定及减量缩容效果差。垃圾焚烧处理企业往往需要添加一定量的煤与城市生活垃圾混烧或向炉膛内喷入燃油助燃，以达到预期的垃圾处理效果和排放指标。

污泥在污水处理过程中产量巨大，按照现行工艺，污泥产生量是污水处理量的0.3％~0.5％。而据不完全统计，目前我国污水处理厂每年产生的湿污泥约900万吨，预计未来5年内每年将产生湿污泥2700万吨。污泥通常是含有98％水分的细泥，极易腐败，其固体成分70％-80％是有机物质，包括油质、脂肪及大量的不同种类的污染物，而且还含有大量的金属成分，如铜，锌、汞等。从数量和危害上分析，污泥处理处置重点在于水分、有机物、重金属，如处置不当容易产生二次污染。污泥的处理方式主要包括土地填埋、农田利用、堆肥、填海和焚烧等。污泥焚烧发电处理可以达到其他方式不能达到的减量化、无害化和资源化效果，已成为污泥资源化利用的主导方向。

污泥焚烧主要可分为两大类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，通常污泥含水率高达98％以上，脱水后含水率为80％左右，从而使热值有一定程度的提高，但仍不能达到自维持燃烧的程度，通常需要添加一定量的煤与污泥混烧，以提高污泥焚烧效率、减小污染物排放，但同时消耗了煤炭等宝贵资源。另一类是将污泥深度脱水后再直接焚烧，但是深度脱水成本太高，直接提高了污泥处理成本。

炉排焚烧技术发展较为成熟，根据炉排的结构和运动方式不同而形式多样，但燃烧的基本原理大致相同。垃圾在炉排上进行层状燃烧，依次通过预热干燥区、主燃区和燃烬区，最后灰渣排出炉外。各种炉排都会采取不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触，从而达到较理想的燃烧效果。

炉排炉对垃圾的前处理要求较低，储料上料***成熟简单；燃烧过程中，通过炉内炉排振动、抛起或翻转等方式，实现垃圾的充分燃烧，可在燃烧过程中添加固体或者液体辅助燃料助燃，目前焚烧***也较为成熟；此外，炉排炉除渣***稳定；燃烧过程稳定，控制简单。

但炉排焚烧技术较适合于焚烧热值较高的垃圾，燃烧效率较低，产汽量低，在燃用低热值、高水分的垃圾时，为保证锅炉在正常燃烧时达到需要的工艺参数，须添加助燃油，运行成本较高。

农林废弃物是农业及林业生产的副产品，产量大、分布广，是一种重要的可再生及洁净能源。我国每年农业废弃物的产量达7.5亿吨，主要包括稻秆、麦秆、玉米秆、棉秆、稻壳及花生壳等。我国每年林业废弃物的产量约5.6亿吨，主要包括果树枝条、树叶、废木材和木屑等。长期以来，农林废弃物的利用并未引起人们的高度重视，浪费现象十分严重，主要用于炊事，部分用于饲料和造纸原料，一部分用于堆沤还田。还有约2.2亿吨剩余秸秆未被合理利用，其中绝大部分被农民就地焚烧造成大量的资源浪费。多年以来，每到夏收、秋收季节，村村点火，处处冒烟，危及交通安全，危害居民健康，田野焚烧秸秆已成为社会一大公害。因此，农林废弃物利用问题已不仅仅是一个环境保护和资源综合利用问题，而且已关系到了人民群众的健康及生命财产安全。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、提高垃圾焚烧炉的燃烧效率、解决污泥造成的污染问题、资源化利用农林废弃物、降低污染物尤其是重金属及二噁英的排放和减少化石能源的消耗，利用炉排炉混合焚烧处理农林废弃物、污泥及市生活垃圾的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，提供炉排垃圾焚烧炉，将农林废弃物、污泥与生活垃圾在炉排垃圾焚烧炉内混合燃烧，采用农林废弃物点火，待炉膛温度升高至850℃时，向炉膛加入生活垃圾及污泥实现混烧；其中掺烧农林废弃物在混合燃料中的质量百分比为40％以内，掺烧污泥在混合燃料中的质量百分比为30％以内，炉排焚烧炉内燃烧温度控制在850℃～1000℃，焚烧产生的烟气在炉内停留时间控制在2秒以上。

优选的，所述的农林废弃物为秸秆、谷壳、鸡粪等农业废弃物和果木枝条、树叶、废木材、糖渣或木屑等林业废弃物。

优选的，所述污泥为市政污泥或工业污泥。

优选的，污泥不需深度脱水即可与农林废弃物及生活垃圾混烧。

优选的，可以燃用低热值、高水分的生活垃圾及污泥，并保证锅炉实现正常燃烧。

优选的，农林废弃物入炉前，应破碎到小于500mm后通过螺旋给料机送入密相区焚烧。

有益效果：

1、在炉排垃圾焚烧炉内实现农林废弃物、污泥及城市生活垃圾混烧发电，在提供一种清洁新能源的利用方法的同时，综合资源化处理城市生活垃圾、污泥及农林废弃物，节省煤炭、燃油等宝贵化石能源，并节省新建污泥及秸秆焚烧发电厂的投资，周期快、操作性强。

2、在炉排垃圾焚烧炉内掺烧适量农林废弃物及污泥，由于农林废弃物的支撑性好，可以提高整体混合燃烧物的蓬松性及透气性，一次风可以很顺利地通过炉排进入炉膛燃烧，避免城市生活垃圾中颗粒状渣土、塑料(粒径＜5mm)等废物阻塞炉排的透气孔。

3、炉排炉焚烧技术较适合于焚烧热值较高的垃圾，燃烧效率较低，产汽量低。采用农林废弃物、污泥及城市生活垃圾混烧可以燃用低热值、高水分的垃圾，并保证锅炉实现正常燃烧，达到设计的工艺参数。

4、污泥不需深度脱水即可与农林废弃物及城市生活垃圾混烧，大大节省了污泥焚烧发电的成本。

5、农林废弃物及污泥的掺烧使得城市生活垃圾的着火点降低，解决城市生活垃圾含水率高和成份不稳定带来的燃烧问题。提高垃圾焚烧炉炉膛温度，使炉膛燃烧温度在850℃～1000℃的合适范围，改善垃圾焚烧工况稳定性。

6、农林废弃物的挥发份含量高，硫和氮含量低及其自身的固氯、固硫特性，掺烧农林废弃物显著减小焚烧烟气中SO₂、NOx、HCl、重金属及二噁英等污染物的排放，与我国循环经济的政策吻合。

7、解决农林废弃物露天焚烧带来的环境污染问题。

8、解决污泥带来的环境污染问题。

附图说明

图1为炉排垃圾焚烧炉掺烧农林废弃物及污泥发电***图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的一种利用炉排炉混合焚烧处理农林废弃物、污泥及城市生活垃圾发电的***，

如图所示，本发明提供的混合焚烧方法用于发电的***主要包括：

燃料储运***：主要作用是将农林废弃物、污泥及城市生活垃圾收集、储运至焚烧发电厂储料仓待用。

焚烧***：将农林废弃物、污泥及城市生活垃圾按一定比例的混合物料送入焚烧炉，在焚烧炉内物料的可燃组分燃烧转化为热能，不可燃组分转化为灰渣排放后收集综合利用。

能量转化***，热能转化为电能：混合物料燃烧产生的热能通过介质水吸收成高品质蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电，实现热能向电能的转化。

烟气处理***：将混合物料燃烧产生的烟气进行净化处理，达标排放。

灰渣资源化处理***：将混合物料燃烧产生的灰渣收集，进行资源化处理、综合利用。

主要循环工艺流程：农林废弃物、污泥及城市生活垃圾→收集至焚烧发电厂→卸入储料仓→按合适比例投入焚烧炉→混合物料在焚烧炉内燃烧产生热能→介质水吸收热能成为蒸汽→蒸汽在过热***中继续吸收热量提高汽水品质→品质合格的蒸汽通过蒸汽管道进入汽轮机推动汽轮机做功→汽轮机带动发电机发电并最终转化为电能→通过变压器和输送线路输出满足居民生产生活需要。

在垃圾焚烧发电厂内实施该发明，不用专门进行大规模的技术改进和设备改装就可以实现农林废弃物、污泥与城市生活垃圾的混合燃烧发电。本发明经大量试验研究发现农林废弃物、污泥与城市生活垃圾混合燃烧，各项运行数据和指标均达到良好的效果。

本发明提供的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法为：提供炉排垃圾焚烧炉，将农林废弃物、污泥与生活垃圾在炉排垃圾焚烧炉内混合燃烧，采用农林废弃物点火，待炉膛温度升高至850℃时，向炉膛加入生活垃圾及污泥实现混烧；其中掺烧农林废弃物在混合燃料中的质量百分比为40％以内，掺烧污泥在混合燃料中的质量百分比为30％以内，炉排焚烧炉内燃烧温度控制在850℃～1000℃，焚烧产生的烟气在炉内停留时间控制在2秒以上。

在一个实施例中，所述的农林废弃物为秸秆、谷壳、鸡粪等农业废弃物和果木枝条、树叶、废木材、糖渣或木屑等林业废弃物。

在一个实施例中，所述污泥为市政污泥或工业污泥。

在一个实施例中，污泥不需深度脱水即可与农林废弃物及生活垃圾混烧。

在一个实施例中，可以燃用低热值、高水分的生活垃圾及污泥，并保证锅炉实现正常燃烧。

在一个实施例中，不需设置垃圾预处理***，只需将大尺寸的建筑垃圾等拣出即可。生活垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排进行燃烧。

在一个实施例中，农林废弃物入炉前，应破碎到小于500mm后通过螺旋给料机送入密相区焚烧。

实施例1：

锅炉启动时，将秸秆在焚烧炉炉排上均匀铺满，点火床料一般选择长度小于100mm的散料，要求点火床料30～40cm厚，人工平整炉膛内的散料，用火把或其它引燃方式将炉排上的秸秆点燃。开启一次风，待炉膛温度升高至400℃，通过螺旋给料机向炉膛连续加入农林废弃物，调节一、二次风量，待炉膛温度升高至850℃时，向炉膛按照一定配比加入城市生活垃圾及污泥实现混烧。合理组织配风，逐步将床温调整到850℃～1000℃。

实施例2：

城市生活垃圾含水率高、热值低。污泥的含水率及成份复杂，热值相差较大，在实际垃圾焚烧运行过程中，农林废弃物的具体掺烧比例应根据垃圾及污泥的品质灵活调节。北方地区冬季垃圾燃煤灰渣含量高、或南方地区雨季垃圾含水率高、可燃成分低，当垃圾热值低达700kcal/kg时，麦秆、稻秆、棉秆、稻壳及果木枝条等农林废弃物的掺烧比例可达30％-40％，使混合燃料的热值提高到1200kcal/kg以上；在垃圾、污泥品质较好时，热值约为1000～1200kcal/kg时，农林废弃物的掺烧比例在10％以内；焚烧炉内燃烧温度维持850℃～950℃范围，烟气在炉内的停留时间大于2秒，从而提高垃圾燃烬率，降低污染物排放，提高锅炉燃烧效率。

Claims (6)

1.一种利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：提供炉排垃圾焚烧炉，将农林废弃物、污泥与生活垃圾在炉排垃圾焚烧炉内混合燃烧，采用农林废弃物点火，待炉膛温度升高至850℃时，向炉膛加入生活垃圾及污泥实现混烧；其中掺烧农林废弃物在混合燃料中的质量百分比为40％以内，掺烧污泥在混合燃料中的质量百分比为30％以内，炉排焚烧炉内燃烧温度控制在850℃～1000℃，焚烧产生的烟气在炉内停留时间控制在2秒以上。

2.根据权利要求1所述的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：所述的农林废弃物为秸秆、谷壳、鸡粪等农业废弃物和果木枝条、树叶、废木材、糖渣或木屑等林业废弃物。

3.根据权利要求1所述的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：所述污泥为市政污泥或工业污泥。

4.根据权利要求1或3所述的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：污泥不需深度脱水即可与农林废弃物及生活垃圾混烧。

5.根据权利要求1所述的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：可以燃用低热值、高水分的生活垃圾及污泥，并保证锅炉实现正常燃烧。

6.根据权利要求1所述的利用炉排炉混合焚烧农林废弃物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于：农林废弃物入炉前，应破碎到小于500mm后通过螺旋给料机送入密相区焚烧。

Images