生活垃圾焚烧发电厂渗滤液全部入炉焚烧技术不朽情缘官方网站

　　生活垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液含有多种有害有机物、重金属等，CODCr和BOD5远高于城市污水，氨氮浓度高，并具有很强的恶臭味，必须进行彻底无害化处理。

　　鉴于有专家认为国内垃圾含水量高、热值低、渗滤液不能回喷入炉焚烧，而当前国内绝大部分垃圾发电厂的垃圾渗滤液处理方法多为生物处理法、物化处理法或其联合处理方法，这些方法的过程复杂、成本昂贵、无害化相对不够彻底，笔者追溯了垃圾渗滤液的来源，基于垃圾元素分析所做的燃烧计算和热力计算的数据设计的垃圾焚烧发电锅炉，理论上只有自动跟踪把属于入炉焚烧垃圾的那部分渗滤液全部充分细雾并均匀喷入炉内完全焚烧后，将垃圾渗滤液全部入炉焚烧，才不会影响锅炉功率、效率、排烟温度等各种设计参数不朽情缘官方网站，提出了渗滤液全部入炉焚烧的具体工艺，即渗滤液的充分细雾、雾化渗滤液喷入口的数量及其相应位置和角度、渗滤液喷入量如何随入炉垃圾焚烧量自动跟踪相匹配等，旨在进一步完善垃圾无害化焚烧技术。

　　因为垃圾渗滤液是在其物流最终处理位置，即在垃圾填埋场或垃圾焚烧发电厂的贮坑中，经数天挤压、厌氧发酵从垃圾中沥出的，而垃圾工业分析和元素分析数据的一级样品来自垃圾产生源功能区，因此，垃圾渗滤液原本就是垃圾工业分析或元素分析中含水量（War）的一部分，是因为垃圾的特殊物性和在贮坑中的特殊条件而被分离的。

　　其关键技术是渗滤液的充分细雾、雾化渗滤液喷入及相应位置和角度、渗滤液喷入量如何随入炉垃圾焚烧量自动跟踪相匹配。将垃圾渗滤液全部入炉径直焚烧彻底无害化，是简单、经济、科学的手段；中国有条件、有能力将垃圾发电项目中的“锅”和“炉”一体化设计、制造和安装，如此，锅炉的性能将会更好，项目的建设费用会更低，锅炉的使用寿命会更长。

　　生活垃圾工业分析水分类同燃煤的工业分析全水分，包括垃圾细微通道内的内水(War,n)和附着在其物理组成物表面的外水(War,w)，即War=War,n+War,w。生活垃圾在产生、收集、转运、存贮的过程中，会有一定的废水（主要是外水）不断沥出，按照环保要求垃圾运输过程封闭必须严密，其受雨水的淋浴概率较低且可以预防，因此到达垃圾焚烧发电厂的垃圾War一般小于50%。

　　因为渗滤液是垃圾工业分析或元素分析含水量组成的一部分，垃圾发电厂的垃圾贮坑设计得比较大且分隔为两部分，使存贮垃圾按入坑先后时间交替入炉，从而使入坑垃圾有足够时间挤压、厌氧发酵和沥滤，同时还专门设计了便于渗滤液沥出、存贮、输出的系统，使入炉焚烧的垃圾含水量相对降低、热值相对升高，以利于垃圾的烘干、着火、燃烧和燃尽。

　　渗滤液是由于垃圾经挤压、厌氧发醇沥出的，其主要是微生物的代谢过程或生化过程，没有常规的化学变化和原子反应，因此包括渗滤液在内的垃圾总热值没有改变。

　　渗滤液外观呈黄褐色或灰褐色，有机污染物和氨氮浓度较高，挥发气体带有强烈的恶臭味，容易使人产生恶心、头晕等症状。其水质情况：pH为4~8，BOD5为10000~50000mg/L，CODCr为20000~80000mg/L，SS为500~10000mg/L，此外还含有多种重金属，某地垃圾渗滤液的典型特性见表1。

　　2016年关于《垃圾发电厂渗滤液处理技术规范》征求意见稿中，认为垃圾发电厂渗滤液水质的确定，宜以夏季丰水期的实际测定最大数据为准，在无法获得实际数据时，可参照表2及同类地区垃圾发电厂的实测数据合理选取。

　　由表1、2可见，渗滤液偏酸性，有害成分虽然占比不大，但是危害却很严重，而且治理技术难度大、投资运行费用高，已经成为现今垃圾彻底无害化的难点[15-17]。渗滤液的产生量与工业分析中的含水量相关，随着它的沥出，单位垃圾的热值必然相应增加。

　　当前国内绝大部分垃圾发电厂的渗滤液采用独立的生物处理法、物化处理法或联合处理方法（表3）。成本高、同时过程复杂、无害化相对不够彻底是渗滤液处理的关键问题，所以寻找更加经济科学的、具有技术创新性的无害化方法成为必然。

　　因为城市生活垃圾物理组成及热值的多变性，对垃圾的元素分析数据作20年的预测扩展性修正，最终整理出的用于垃圾焚烧发电锅炉设计的生活垃圾元素分析修正平均值见表7。燃烧空气、烟气、不同过量空气系数下炉膛内烟气的理论焓值，按文献分别为：

　　垃圾在无补充燃料情况下，根据表7数据得到的燃烧烟气温焓对应值见表8，由表8得到不同过量空气系数条件下炉膛内的理论燃烧温度见表9。

　　由表9可知：对于低位热值为6639kJ/kg、包括渗滤液的含水量为43.07%的某市区生活垃圾，要想独立连续稳定地燃烧，且燃尽室出口烟气温度不低于1000℃(标准大于850℃)，除了合理的炉膛几何形状和尺寸外，过量空气系数的大小将起决定性作用；将属于入炉垃圾的所有渗滤液细雾后均匀喷入炉内焚烧，要使焚烧连续、稳定、完全，α≤1.50时是有一定保险系数的，如果α＞1.50，根据经验将需要添加辅助燃料，且α越大辅助燃料的添加量就越多。

　　为了使垃圾能够充分被焚烧达到彻底无害化，受现有的燃烧技术水平所限，垃圾焚烧的过量空气系数，国内外的现行标准普遍都很大，我国垃圾焚烧的过量空气系数标准值为2.1，实际运行的垃圾发电锅炉的过量空气系数多为1.8~2.22，文献推荐为1.7~2.5。

　　为免去垃圾发电厂常规汽气空气预热器，采用高温烟气引射器[26,30]能够使炉膛出口1000℃的高温烟气被鼓风机出口带压来自炉前垃圾贮坑上方20℃的空气引射，并混合成温度为（300±30）℃、氧含量为16%±2%的高温低氧燃烧空气，不但可以将过量空气系数降到1.2以下，而且包括燃烧室和燃尽室的炉膛内，还具有过量空气系数为1.68（引射器引射系数u=0.40时）的烟气湍流强度效应，同时燃尽室以后烟道内的烟气参数和实际过量空气系数相对应的关系，与常规锅炉理论计算的完全相同，具有超低污染物生成、超低污染物排放、超高节能的综合燃烧效果。垃圾发电厂渗滤液全部回喷入炉焚烧方案原理见图1。

　　渗滤液的雾化粒径大小对于其入炉后炉内燃烧工况变化的均匀性、可控性具有重要影响。虽然压缩空气介质雾化的工作压力较小（＜0.70MPa）、喷射距离较远（接近8m），但是，因为空气与渗滤液细雾液滴的体积比一般为25：1，最佳体积比65：1，太多的空气进入炉膛对燃烧极为不利，焚烧的雾化渗滤液不需要太大的喷射距离，压缩空气介质雾化比机械式雾化的能耗高，所以垃圾渗滤液焚烧时应当选择机械雾化方式。

　　参照相关资料，入炉焚烧渗滤液机械细雾工艺管网的工作压力，宜为中压（1.21~3.45MPa）中的较小压力（2.00MPa）；液滴粒径宜为Dv0.50＜20μm，Dv0.99＜30μm，即喷头在最小工作压力下，喷头轴线m处的平面上，测得的雾滴体积直径，小于20μｍ的所有雾滴所组成的渗滤液总量，占渗滤液雾化总量体积的50%，且小于30μｍ的所有雾滴所组成的渗滤液总量，占渗滤液雾化总量体积的99%。

　　渗滤液回喷管路如图1所示：鉴于渗滤液具有较强的腐蚀性，一些管路的反冲洗不是清水而是过滤后的渗滤清液，所以所有管路的材质均应采用1Cr18Ni9Ti；管路通径均需要根据流量按阻力计算的结果确定，溢流管道的直径相对应大些；元件连接处的密封必须可靠、耐腐；回喷泵循环管路中各元件的工作压力不应低于2.5MPa，其余各元件的工作压力按1.0MPa。

　　实践中渗滤液回喷入炉焚烧的质量，应当以燃尽室出口烟气温度不低于1000℃(渗滤液停喷信号)为原则，利用PLC自动跟踪渗滤液回喷量与垃圾焚烧量并按式(4)的逻辑关系自动调节。

　　（1）生活垃圾发电厂中的垃圾渗滤液，是因为垃圾的特殊物性和在贮坑中的特殊条件而产生的，属于垃圾工业分析或元素分析数据中全水分中的一部分。

　　（2）垃圾焚烧发电锅炉与常规锅炉一样，都是基于燃料的工业分析和元素分析的数据设计而成。进入燃烧室的垃圾实际含水量小于工业分析或元素分析中的水分，只有将所有属于入炉焚烧垃圾的那部分渗滤液全部细雾入炉完全焚烧后，燃尽室出口的烟气参数、锅炉出力、效率、排烟温度等运行参数，理论上才与设计值相符。

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