一、燃烧工艺的特点
一般固体燃料的燃烧目标主要是热能利用,而生活垃圾的焚烧目标主要是无害化处理,追求的是生活垃圾能在垃圾焚烧炉中充分燃烧。为此垃圾焚烧工艺通常采用较高过剩空气比的运行模式,其实际供气量一般比理论空气量高70%-120%,同时为克服在垃圾燃烧过程中出现聚集而造成局部空气(氧)传递阻碍的现象,垃圾焚烧炉排必须设计成能使垃圾层经常处于翻动状态的构造,以利于生活垃圾的充分燃烧。
二、热能利用的特点
尽管垃圾焚烧的主要目标是使垃圾充分燃烧,但能量回收在垃圾焚烧中的重要性也已被充分认识,从而在现代垃圾焚烧厂设计中得到体现,但是由于生活垃圾焚烧烟气具有含水量大、氯化氢浓度高等特点,对材料有较大的腐蚀性,热能回收系统也因此受到明显的影响。为此,焚烧余热利用系统一般不把过热器设置于炉内的强辐射区而使过热蒸汽温度受到限制;离开热能回收段的烟气温度一般不低于250℃也影响到热能回收的效率,而蒸汽式空气预热器的应用也将造成可用蒸汽能量的损失,因此城市生活垃圾焚烧的热能回收率通常要比燃煤锅炉低10%以上。
三、环境保护的特点
城市生活垃圾在输送、贮存与燃烧过程均存在产生二次污染的可能。其中最主要的是烟气污染,包括颗粒物、SO2、HCL、NOx、重金属和毒害性微量有机物等空气污染物,现代垃圾焚烧技术所包含的烟气净化系统通常能较有效地控制除NOx和二恶英以外的一般污染物。但目前还缺乏技术可靠、经济可行的NOx和二恶英等的末端净化工艺,只能以燃烧过程中的工艺控制为主要手段加以调控。
垃圾焚烧处理流程
利用高温氧化作用处理生活垃圾——将生活垃圾在高温下燃烧,使生活垃圾中的可燃废物转变为二氧化碳和水等,焚烧后的灰、渣仅为生活垃圾原体积的20%以下,从而大大减少了固体废物量,还可以消灭各种病原体。垃圾焚烧在国际上已有100多年历史,管理规范比较完善、技术相对成熟可靠,可大大削减生活垃圾填埋占地,节约宝贵的土地资源,焚烧后产生的热量也可用于发电和供暖。
居民可能会担心烟气排放如何处理?其实是采用最先进最成熟的处理工艺,经处理后,烟气排放物严于国家标准,达到欧洲标准。以二恶英为代表的有害气体,在850摄氏度以上停留2秒钟,能得到全部分解,益阳北部片区垃圾焚烧发电厂采取的工艺是900摄氏度以上工艺。垃圾焚烧作业时,采取封闭式进行,臭气不外泄,烟气经无害化处理后再外排。
污水如何处理。厂区有独立的污水处理系统,垃圾所产生的渗滤液及生产废水经厂内处理达标后厂内全回用、零排放。
炉渣如何利用。燃烧产生的炉渣主要成份为石英砂,经无害化处理后,可用于路基地砖。
飞灰如何处理。飞灰占垃圾总量的约3%,经无害化处理后,按政府指定的专用填埋场填埋。
噪音如何降低。采用专用降噪措施,噪音排放标准按工业企业噪音卫生标准二类执行,白天60分贝、晚上50分贝。
在碳达峰、碳中和目标背景下,探索垃圾焚烧发电行业的绿色价值成为发展重点。垃圾焚烧发电技术是朝阳产业,再结合现在的各项高新技术产业,前景一片光明。探索建立将垃圾焚烧发电的社会效益和环境效益折算为绿色价值的市场机制,是激活其高质量发展的重要动能。
为了能将垃圾焚烧发电站的烟尘排放情况以及处理技术、工艺流程、环境状况以及机器故障等仿真模拟,直观垃圾焚烧的执行进度、设备的运行状态、烟气污染物的控制状况等,实现垃圾发电站生产数据的可视化管理与应用,Hightopo垃圾焚烧发电可视化,将其设备流程进行可视化演示。
运用 2D 组态图的方式科普垃圾发电的工作原理,管理人员能够更直观看到各系统的工作状态、检测信息,包括垃圾仓发酵时长,垃圾仓负压、烟气炉膛停留时间温度、DCS 炉膛温度,汽轮机温度等,场景内点击“组态工艺”即可下钻切换。不同维度的数据可视化流程图,满足不同管理运营人员的业务诉求。
左侧面板循环播放烟气污染物控制情况、二恶英消除率、以及安全生产关键指标等。
基于可视化技术的运营条件信息管理系统,本案例为垃圾发电设备和动力总成构建三维模型,2D 面板联动三维场景,以图表形式帮助运营管理人员实时监测检测参数,运用 2D 组态展示流程可视化动画效果协助理清工作原理。各阶段工厂流程能够根据指定命令下钻切换至三维场景,以满足不同管理人员的业务需求。
融合车辆定位显示终端,车辆定位与远程通信系统,场景内可通过 2D 面板直观显示垃圾运输车辆状态与信息。从而合理安排垃圾运输车辆,避免因为信息滞后造成的不便。
通过 GIS、垃圾池容量、投放量、垃圾池开放时间及不同的算法,获得关于垃圾池(Garbage Pool)以及抓钩准确及时的信息,数字孪生垃圾接受及给料过程,2D 面板显示存量、负压、发酵时间、垃圾渗液时长、抓钩运行状态、工作模式以及承重。
建立的自动化、智能化监控系统,完善二恶英、重金属等污染排放在线检测工作,对垃圾焚烧发电的废气排放标准进行检测。管理人员通过 PC、PAD 或是智能手机打开浏览器,即可随时访问监控场景,避免大气污染排放数据造假,保证周围居民身心健康。促使垃圾焚烧发电实现自动化、智能化、智慧化、网络化发展。
面对其生产工艺及流程复杂的特点,依托其强大的研发支持,搭建的垃圾焚烧可视化解决方案,突破了技术壁垒,改善运营管理水平,提速适应绿色低碳新形势,旨在为我国垃圾焚烧发电管理提供有价值的思考和借鉴。