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焚燒爐技術的低碳發展
已閱:1503  2014-9-10

                      焚燒爐技術的低碳發展

低碳經濟正日益得到全社會的關注。人們通過各種技術創新手段盡可能地減少經濟發展中的能源消耗、減少溫室氣體的排放,力爭實現社會經濟發展和生態環境保護的和諧共贏。本文將概述低碳經濟中焚燒爐技術的發展,以及工程承包商如何通過工程實踐中焚燒爐系統的設計,來實現環境、經濟和工程三者的最優結合。
    焚燒是指焚化燃燒廢物使之分解并無害化的過程,是一種常用的廢物處理方法。焚燒爐是這一過程的主體裝置,其工作對象可以非常廣泛。由于焚燒本身也產生煙氣、飛灰和爐渣等殘余物,焚燒爐通常也是一個更大更復雜系統的有機組成部分,這個系統處理廢物,實現其減量化、無害化,通常也回收余熱。有一些危險廢物,比如API 工廠產生的廢物,焚燒幾乎是處理的唯一選擇,因為廢物的種類過于復雜,很難做到既能回收利用、又不產生交叉污染。
    焚燒爐的選擇
    焚燒爐系統通常由廢物預處理、焚燒、余熱回收、焚燒殘余物處理四部分組成。焚燒是系統 的核心組成部分,根據廢物特性可以有多種爐型選擇,但在很多情況下,為達到一定的排放標準,焚燒殘余物的處理方式限制了這種選擇。按焚燒(氧化)的程度,可將其分為裂解、氣化和燃燒三種方式。不同方式的采用主要是考慮到焚燒殘余物處理的便利性、可靠性和經濟性。裂解和氣化一般在后續工段配置燃燒工序以充分分解廢物。廢物基本上可以分為城市垃圾、危險廢物、污泥和醫療廢物四大類,針對它們在復雜性、危險性和特殊性方面的各自特點,人們已發展出許多相應的焚燒爐系統對其進行處理。目前,我國出臺的相關焚燒廢物處理法規有《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484-2001)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297-1996)、《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB 18485-2001),歐盟目前適用的法規是《DIRECTIVE 2000/76/EC》。
    焚燒技術要求
    和一般的燃燒過程不同,廢物焚燒的主要目不是產生能源,而是充分分解廢物,為了保證質量,必須控制最低焚燒溫度、最少停留時間和最低含氧量,這樣,余熱的利用效率在一些情況下可能會因此而下降。焚燒過程基本上也是按3T(溫度、時間、湍動程度)原則加以控制,為達到這三個原則的最佳匹配,燃燒機、燃燒室及控制系統的完美配合必不可少。由于處理對象的特殊性,焚燒爐系統一般對其監控、報警和應急處理系統都有嚴格的要求,其應用水平也較高。在一些發達國家和地區,焚燒爐系統及相關設備已經高度發展并專業化,國內目前的核心技術水平與之相比還有一定距離。比如說燃燒機及噴嘴技術,國內廠家的選擇就比較少。在歐洲,作為一種低氮燃燒器,DUMAG 的燃燒機因其獨特的超音速噴嘴及優良的霧化效果而獨樹一幟,很多焚燒爐系統因此而選擇將其作為相應的配套設備。
    焚燒爐系統設計
    由于環保的壓力,最近20 年以來,國際上焚燒爐技術發展迅速。目前焚燒爐系統是非常模塊化的,各組成單元都有成熟產品,設計實際上就是選擇不同的組成單元將其匹配成一個系統。焚燒對象(廢物)的分析在系統設計當中至關重要,每套系統都有一定的適用對象范圍,承包商應根據分析結果,選擇合適的設備,設計合理的流程,整合各類設備,最終滿足客戶需求。當焚燒對象(廢物)與系統不匹配時,系統的設計性能(如無害化程度、能量回收效率、排放水平等)將受到很大的限制。如何將環境要求、經濟性和工程實現這三者最優組合的程度將體現出工程總承包商的能力。
    特殊的焚燒爐系統
    魯棒性(Robust)是評估一個系統優良與否的重要指標。如前所述,焚燒系統的針對性是非常強的,這在另一個意義而言,就是其局限性。目前,與傳統意義有所區別的焚燒爐系統也已高度發展,如離子化焚燒系統、電弧焚燒系統和玻璃化焚燒系統等等,這些系統的出現與一些特殊的焚燒副產品處理有很大關系,比如說二噁英類的分解、重金屬的穩定化就無法在一次焚燒中將問題完全解決,一般的煙氣處理系統也無能為力。這些新系統(模塊)的出現,大大提高了整個焚燒系統的魯棒性,只是其高昂的造價及運行費用限制了其使用范圍。
小結
    任何一項技術都有其優、缺點,其背后也存在產生與推廣的力量。隨著低碳經濟的來臨,作為一種廢物處理及能源生產技術,焚燒爐技術在我國將越來越得到人們的認同和重視,得到更加廣泛的應用,而在日益嚴厲的環保壓力下,越來越多的工程實踐也將使得這項技術更加完善并適合我國的實際情況。

 
 
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