一般固废焚烧处理设备选型比较

一般固废焚烧处理设备选型比较

时间：二0一八年八月。作者：梁中文。

关键词：回转窑、混热式焚烧炉性能比较，主体设备应用对比。

一、处理量

（1）、回转窑系统建成较早采用天然气供热，原料经破碎分选处理后才投入回转窑焚烧，原料主要是橡胶、废纸、塑料、泡沫、织物纤维等等。前期，需自己破碎分拣，由于采用天然气供热，因此，产量低，人工成本费用高，投产后，效率不高很难满足工艺要求。

（2）、经过市场分析调研考察和小型炉体试验，为扩大产能，很快对生产工艺进行了改造，第二条生产线采用混热式焚烧炉，该系统工艺结构简单，生产现场环境好效率高占地面积小，完全能满足两条生产线日产43.2t/d的规模。

二、两条生产线的基本参数和性能比较

（1）回转焚烧炉

其结构为钢结构360°圆筒式，筒体的规格为Ф1600*10000，内衬保温耐火砖，倾斜角度4°，运行转速8~20转/min,正常工作温度为800℃-1000℃，炉内负压60-100pa,处理量为300-500kg/h。回转焚烧炉结构简单，占地面积小，适宜多种一般固废的焚烧处理，对物料的粒度没有太多要求，操控也比较简单，是目前国际国内应用较广泛的固废处理工艺。其缺点是密封效果不佳，漏风、热损失大，且系统粘接厉害，处理量无法提高，严重制约了回转窑焚烧技术在固废处理行业的应用。

（2）、混热式焚烧炉

混热式焚烧炉处理的物料仍然为橡胶塑料、废纸、池泥、泡沫等等一般固体废弃物。该炉分为两段，前段为主燃室，后段为辅助燃烧室也叫二燃室。主燃室的工作温度在850℃-1100℃之间，工作负压在150-250pa之间。物料的粒度在3-10mm之间，入料湿度8-20%之间，炉膛工作面积5.6m2。二燃室用防火墙隔开，分为四段，每段都有沉降漏斗，工作温度逐级降低二燃室出口温度650℃-550℃。处理量可实施控制，目前的试生产期间的处理量为43.2t/d。

工作原理，炉内采用1.2m2左右的钢结构布风板，物料按配比混合，通过高压风机鼓风吹动，使混合物料充分舞动搅拌均匀，采用生物质燃料点火，引燃物料，当炉膛温度达到350-450℃时，开始投料生产，物料在炉膛内做“心”型抛物线运动，部分没有充分燃尽的小块物料随烟气带到二燃室被分段逐级燃烧直到充分燃尽。该系统全负压工作，保温隔热效果好，基本没有泄漏点，所以绿色环保效率高，由于其炉膛面积大，生产效率高，充分满足原项目日处理43.2t的规模。因为本系统采用多级收尘系统，选用旋风除尘，除尘效率80%；脉冲布袋除尘，除尘效率99%；化学碱液喷淋脱硫效率80%；脱销效率90%；通过有效除尘除酸，使尾部烟气能够达标排放。

该系统也存在些不足，运行过程中如果操作不当，容易引起结渣、熄火，同时，热交换系统要定期清理，否则，易造成堵塞。

三、余热锅炉和急冷塔选用比较

（1）、余热锅炉 余热锅炉的运行原理是，利用废物焚烧产生的高温烟气，通过热交换对冷水进行加热，产生大量高温蒸汽，从而对高温蒸汽进行利用。因此，余热回收系统在焚烧过程中主要作用是对二燃室出口的高温烟气进行降温，同时余热利用，并去除烟气中的部分烟尘。如果余热回收采用热管式锅炉，双锅筒+对流管束结构。余热锅炉将烟气温度从1100 ℃冷却到600 ℃，然后进入急冷塔进行快速冷却。采用余热锅炉需要增加下列设备设施：

给水系统 锅炉给水水质必须达到《工业锅炉水质》规定的标准要求；其水源来自两部分，一部分来自蒸汽冷凝水，此部分水可经除氧器后直接进入锅炉，另一部分为补给水，其水质为工业水，经过软化水设备处理后进入除氧器。经处理的软水由强制循环泵送入余热锅炉锅筒内换热蒸发。

加药系统 为防止给水残余硬度引起锅炉结垢，采用炉内加药处理工艺，根据炉水硬度确定是否向余热锅炉内加药，采用加药罐将固体磷酸三钠配制成溶液注入余热锅炉锅筒。

排污系统 锅炉设有排污系统。排污水送至排污膨胀器，二次蒸汽排入大气，排污水经降温沉降后循环使用。

蒸汽冷凝系统 蒸汽冷凝系统的冷凝量按3 m3/h，确保在特殊情况下能将锅炉产气全部冷凝。余热锅炉产生的压力0.8 Mpa蒸汽分别供给生产、空气加热等，多余蒸汽采用蒸汽冷凝器冷却，凝结水回收至软水箱，供锅炉使用。

设备设施占用场地 增加上述设备设施需要占用车间近3000m2的用地，我公司本来用地就紧张，根本没有增设余热锅炉系统的场地。

另外，如果采用余热锅炉系统，还需要加设5000m3左右的循环水系统，每年锅炉要清洗结垢、结焦至少两次，同时，为避免布袋结露、粘接且必须配备专用低温电收尘系统，不仅投资成本、费用高，同时维护保养难度也相应增加。再者，本地环境温度平均在20--35℃之间，使锅炉生产的余热蒸汽得不到应有的应用。

（2）烟气急冷系统 烟气急冷系统的作用是使烟气温度急剧下降。采用顺流式急冷塔，高温烟气从急冷塔顶部进入，经过配气装置使烟气均匀地分布在塔内；急冷塔上设置旋转雾化喷头，在压力0.45-0.75mpa的压缩空气作用下，将水雾化成0.08 mm左右的水滴，被雾化后的水滴与高温烟气充分换热，在短时间内迅速蒸发，带走热量，使得烟气温度在瞬间（小于1 s）被降至200 ℃左右，且含水率（质量比）小于8%。由于烟气在200-600 ℃之间停留时间小于1s，从而减少了二恶英类成分的再合成机会。

急冷塔包括急冷塔本体、出灰装置、冷却水喷雾装置及冷却水雾化泵，框板式空气压缩机系统。采用直接喷水冷却方式，冷却介质为碱液水。塔内采用热震稳定性好、化学稳定性高的耐酸浇注材料内衬，具有较高的抗酸碱腐蚀性能。

急冷塔雾化系统采用双流体雾化喷头，双旋流雾化形式对冷却水起到良好的雾化效果。水滴的最大颗粒直径为180 μm，平均颗粒直径60 μm，完全蒸发时间为0.26 s，此参数保证了烟气在600 ℃～200 ℃间的停留时间小于1 s。生产过程中，急冷塔入口的实际烟气温度有波动，由于出口烟气温度要保证在200℃左右，因此需对喷水量进行调节，故水泵电机采用变频调速方式来实现水量的调节。喷水量与出口温度连锁控制，自动调节实现节能减排效果。在急冷塔出口处设置热电偶，监测出口温度，监测信号送入自动控制仪器来控制变频水泵的出水压力从而实现出口烟气温度的控制。

急冷水采用工业水，设置急冷水池，雾化泵2台，一用一备，雾化喷头8个，电磁阀控制，便于调节喷水量。水池内的水循环使用，配备两台大功率玻璃钢冷却塔。水箱液位靠浮球阀自动控制。

采用烟气急冷系统，其结构简单操作方便，占地面积小，维护保养成本费用低，关键是水冷式急冷塔系统降温效果相当明显，急冷塔进口温度550-600℃，经过急冷热交换后出口温度为150-220℃之间可调。急冷塔的不足是应用过程中易发生内壁粘接，必须定时清理，空气压缩机的运行温度高，要加设降温冷冻设备。

总之，只要认真操作，精心维护保养，采用急冷塔系统是我们最终首选。

四、厂区规划，烟筒布局

厂区平面布置图件附图（I）。烟筒位置不变。

五、工艺对比

两套系统虽然采用不同的炉型对一般固废进行焚烧，但工艺没有变化都是物料经过燃烧、二燃室、烟气换热急冷脱硫脱硝、收尘处理、烟气达标排放。只是工艺流程不同，其工艺流程图见附图。

清远华清环保资源开发有限公司

二〇一八年三月二十二日