SLC型生活垃圾焚烧处理系统工艺原理及应用

SLC型生活垃圾焚烧处理系统工艺原理及应用

山东鲁丰机械

Shandong LUFENG machinery Factory

一、概述

SLC生活垃圾焚烧系统是山东鲁丰机械厂近期研制开发的新型垃圾焚烧处理设备。该系列设备借鉴了日本先进的垃圾焚烧技术，并结合我国生活垃圾特点及经济发展水平进行了优化设计。

本系列设备设计焚烧量为50～200t/d，焚烧炉主体采用了适合焚烧劣质垃圾的水平往复式炉排和对流式炉膛结构，对低热值、高水分生活垃圾具有良好的适应性。同时，配备了以PLC和计算机为中心的高度智能化自动控制系统，从根本上解决了人为因素对焚烧效果的影响。烟气的降温冷却可根据处理规模及用户要求分别采用间接、直接冷却方式，并配备不同的余热利用设备；根据国家环保总局2000年6月1日颁布实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》的要求，采用了“袋式除尘+半干法酸性气体脱除+活性炭喷射”工艺去除烟尘和有害气体，此烟气处理工艺不但脱除效率高，而且还具有零废水排放的优点。

该设备研制、开发是依托于国家科技部、建设部重点项目——居住区环境质量保障技术课题。经国家有关部门验收、评估认为：本套生活垃圾焚烧处理设备在工艺配置和设备性能方面处于国内领先水平，特别是水平式往复炉排技术填补了国产设备的空白。目前，日处理量75t的应用示范工程已在广东中山市黄圃垃圾处理厂和河南省南阳市生活垃圾综合处理厂建成，福建莆田市的75t焚烧处理及余热利用工程正在建设中。

二、SLC生活垃圾焚烧处理系统设备及工艺简介

垃圾由市内中转站用汽车送到厂内，经汽车衡称量后，送至垃圾仓。垃圾仓上方设有带计量装置的桔瓣式抓斗吊。吊车除给焚烧炉上料外，还将经常翻倒垃圾，使垃圾均化并减少水分，以利燃烧。

垃圾在储存期间会产生渗沥液，为此在仓底设有过滤集液装置，在仓的侧壁外设有集液池，渗沥液经过滤后被导入集液池，由此进入污水处理工序。

垃圾仓为全封闭式，在其顶部设有带过滤装置的一、二次风抽气口，由于一、二次风的抽出，使仓内形成负压，以防止仓内臭气外泄。

料斗侧上方设有工业电视监视器，可观察进料斗料位，使得吊车操作工能及时将垃圾装入料斗。料斗内的垃圾通过滑槽进入加料机平台。

往复式液压推动加料机，可均匀地把在加料平台上的垃圾推入第一级炉排，其推动料量是可调的，能随垃圾热值及负荷变化进行自动调节。

整个炉排由活动炉排片和固定炉排片组成，在纵向共分为干燥区、主燃区、燃烬区三部分，完成对垃圾的干燥、挥发分析出、引燃、气化、燃烧、燃烬过程。共中，干燥区和主燃区炉排存在一个阶梯落差，使垃圾由干燥区落至燃烧区时呈分散状态，避免垃圾成团，增加燃烬率。燃烧区和燃烬区处于同一个水平面，保持燃烧状态的连续性。

每个炉排区的驱动系统是独立的，由液压装置驱动，驱动装置的运动由监测器监控，速度可调。每台焚烧炉有一个总驱动站与炉排的各驱动装置相连。炉排运动原理见图1。

在燃烧过程中，空气提供燃烧所需要的氧气，使垃圾能充分燃烧；并根据垃圾的变化调节用量，使焚烧稳定运行，使烟气充分混合，使炉排冷却。本焚烧炉的燃烧空气系统由两部分组成：一次风及二次风。

一次风由垃圾仓顶部吸取，并加热到150～200℃，然后分成独立的三部分，由炉排底部引入，风量可独立控制及调节。

二次风在炉膛上方引入，使可燃质得到充分燃烧，二次风量也可随负荷的变化加以调节。

垃圾在主燃区经充分燃烧后在燃烬区形成灰渣，由出渣斗掉入出渣机水冷槽中冷却，槽中的水也起到了水封作用，使焚烧炉烟气与外界空气隔绝。耙式出渣机将槽中的渣耙出后落到出渣皮带机上，输送至灰渣斗，用运渣车送至填埋场。

垃圾焚烧烟气中含有大量有害气体和烟尘，为避免造成二次污染，必须对烟气进行净化处理。焚烧烟气首先进入二次燃烧室，由于流通面积的突然扩大，烟气经过时流速降低，从而提高了烟气的高温停留时间。同时，二次风从二次燃烧室的前后两面高速喷入，和烟气充分混合，形成涡流，使烟气中的可燃气体及垃圾预热挥发气在此得以充分燃烧。然后烟气进入水冷塔（或余热锅炉）、空气换热器降温并同时加热助燃空气，最后进入烟气净化系统。

本套设备采用半干法工艺对烟气进行净化，以石灰乳作为吸收剂，控制酸性气体、颗粒物、重金属和PCDDs/PCDFs的排放。烟气净化系统主要由以下六个部分组成：①石灰乳制备系统；②半干法反应塔；③活性炭添加系统；④布袋式除尘器；⑤飞灰输送系统；⑥压缩空气制备系统。

石灰乳在半干法反应塔内被雾化，与焚烧烟气充分混合。烟气的热量使浆液雾滴干燥，同时烟气中的酸性气体（SO2、HCl、HF）与石灰发生化学反应被吸收，进行反应后形成粉末状钙盐，脱除烟气中的酸性气体，然后含尘烟气进入布袋式除尘器，布袋式除尘器将烟气中的粉尘颗粒收集下来。净化后的烟气通过引风机送往烟囟，收集下来的粉尘由螺旋输送机送往储灰仓。气流喷雾器和布袋式除尘器喷吹所需压缩空气由空气压缩机供给。

该烟气净化流程SO2的脱除率约为80％，HCl和HF的脱除率约为95％，粉尘的去除率约为99％，可以保证烟气排放达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GWKB3-2000）的要求。

焚烧处理工艺过程见工艺流程图2。

三、SLC生活垃圾焚烧处理成套设备技术特点

SLC7生活垃圾焚烧处理成套设备的研制，借鉴了日本最先进的垃圾焚烧工艺技术，并根据我国生活垃圾特点及经济发展水平进行了改进设计。其主要特点是：

1.焚烧炉采用的阶梯式水平往复炉排是目前世界上应用最广泛、技术最先进的炉排型式之一。其整个炉排表面呈阶梯状，每一个阶梯为一个区，每个区域内的炉排成水平布置。垃圾在炉排面上靠炉排片的往复推动翻滚前进，这样既有利于垃圾的翻动同时也不易结渣，即使结渣也能在阶梯处落下时被砸碎，可大大提高垃圾的焚净度和焚烧效率。

2.采用了以计算机和PLC可编程控制器为中心的智能化控制系统，可以对焚烧全过程实现自动化控制。

3.烟气处理采用半干法酸性气体脱除+袋式除尘净化工艺，同时辅以活性炭喷射吸附净化，保证烟气污染物排放优于《生活垃圾焚烧污染控制标准》中规定的排放限值，而且不会产生烟气处理污水。

4.为了适应我国生活垃圾热值低、含水量高的特点，焚烧系统还作了以下特别设计：

（1）焚烧炉主体采用了对低热值、高水分垃圾具有良好适应性的对流式炉膛结构及阶梯式往复炉排，并设计有较大的炉排面积和较长的预热干燥区，垃圾可得到充分的预热干燥，易于点燃和充分燃烧；

（2）采取一、二次风均预热的措施；

（3）炉墙具有良好的隔热效果，减少热损失；

（4）采用分级、分段送风和先进可靠的控制系统，可随垃圾热值及水分含量灵活调节，利于低热值垃圾燃烧。

5.主要设备由液压总站驱动，运动部件少、构造简单、不易损坏，而且驱动系统在高温及高尘区外，易检修，即使在运动时也可维修。

6.水封式出渣，保证炉膛的密封性，同时避免灰尘飞扬及使炉渣冷却。

四、设备及工艺指标

1.日处理量：50～200t/24h；

2.正常焚烧炉温：850～950℃；

3.烟气高温停留时间：≥2s；

4.焚烧效率：≥99.9％；

5.残渣热灼减量：＜5％；

6.焚毁去除率：≥99.99％；

7.被焚烧垃圾的基本特性：热值≥1150kcal/kg；含水量≤50％。

五、企业简介

山东鲁丰机械厂是以生活垃圾焚烧处理及余热利用设备开发和生产为主的环保型企业。1995年以来，该厂一直致力于对生活垃圾焚烧处理设备的研究开发，是全国最早从事垃圾焚烧工艺、成套设备设计及生产、安装的企业之一。至今，山东鲁丰机械厂已在国内实施完成了多个垃圾焚烧处理项目，积累了丰富的设备运行管理经验；同时企业也获得了良好的经济效益及社会效益。

主要用户及设备状况和企业近三年经营业绩分别见表1、表2。

六、结束语

本文中着重介绍了SLC型生活垃圾焚烧处理系统的工艺过程、原理、设备特点及其应用。

生活垃圾焚烧处理法是推行生活垃圾无害化、减量化处理的重要途径，且该技术已作为生活垃圾处理法规的重要组成部分。实践证明，这是一种技术可靠、无害化程度高、减量化显著、可综合利用焚烧余热的垃圾处理方法，也是目前解决“垃圾围城”、避免二次污染问题的有效措施。

山东鲁丰机械厂自进行环保技术的应用研发以来，经过不断开拓市场及与国内环保、环卫等多部门的合作，已成功地完成了SLC型生活垃圾焚烧处理系统多个应用工程。如：广东省、河南省、山东省、福建省等，深受用户的好评，也为所在地的环卫、环保部门的工作提供了有力的技术保证，为当地的环境保护、环境改善起到了重要作用。

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