农村生活垃圾焚烧炉实现燃烧工艺的自动控制技术

垃圾对环境的污染已经成为一个日益严重的问题。随着经济的发展，人口的增加和人民生活水平的提高，城市垃圾的数量也在增加。大量的垃圾已经成为这个城市的一个长期污染源。在农村生活垃圾焚烧炉的高温作用下，垃圾中的可燃成分与空气中的氧气发生剧烈反应释放热量，转化为高温烟气和少量性质稳定的固体残渣。

（一）通过计算机控制炉排的运动实现燃烧过程的自动控制

由于炉条的逆向推送使垃圾容易着火,并延长了垃圾在炉床上停留时间,炉排以列为单元,根据炉排的宽度分成三列,列间设置固定的分隔带,每列固定炉条与活动炉条相间排列,各列活动炉条分别由油缸单独驱动,按燃烧控制盘的可编程序控制器发出指令,使各动作按预定的程序依次进行,实现燃烧过程的自动控制。通过设置炉膛测温点对焚烧炉进行燃烧控制,使能满足850℃、2秒的环保要求。将炉膛测温点测得的温度值传输给计算机控制系统,由计算机发出指令对焚烧炉燃烧进行控制。

（二）燃烧技术

垃圾依靠自身的重力在炉条逆向推动时沿炉床向前移动,垃圾在炉床上不断翻动、搅拌,完成燃干燥、着火、燃烧和燃烬四个阶段,各阶段进行合理配风,采用炉排的逆向推送使垃圾容易着火燃烧,并延长了垃圾在炉床上的停留时间,炉条往复运动可以使炉床上的垃圾得到均匀的搅拌和翻转,同时对燃烧时产生固化的垃圾团起到破碎作用,让垃圾得到足够的空气进行燃烧,有利于燃烬。由于垃圾的热值较低,加上该垃圾焚烧炉正常运行中不添加任何燃料,余热锅炉外形尺寸较相同蒸发量的燃煤锅炉庞大得多,因此结构型式采用单汽包多通道结构。

为了减少垃圾产生的臭气对周围环境的影响,燃烧用的空气取自垃圾贮坑的上方,由鼓风机抽吸和压送进行二级加热,一级为蒸汽加热,二级为烟气暖风机,将风温提高到250℃左右,然后分成一次风和二次风,一次风进入到炉排下方的公共风室,通过各风室风门的调节,获得风量分配,经炉条的风道穿过垃圾层进入炉膛,提供垃圾焚烧所需的氧量,二次风通过二次风道经调节风门从燃烧室上方前、后拱处两排喷嘴喷射进炉膛,对燃烧进行扰动和补充氧量,达到充分燃烧的目的,燃烧空气从垃圾贮坑抽取是为了将这些被污染带有恶臭的空气送入炉内进行高温处理,并维持垃圾贮坑的负压状态,避免其外逸而造成周围环境的污染。垃圾燃烧产生的高温烟气在引风机的抽吸下先通过锅炉的一通道,一通道与炉膛相连,将膜式水冷壁延伸至炉拱和炉墙,下部用耐火材料敷设有相当长的卫燃带,用以减缓热交换的速度,使在此区域内的烟气温度保持着不低于850℃,炉温测点设在卫燃带的上端部,通过测温点对焚烧炉进行燃烧控制,保证烟气在850℃的绝热炉膛里至少停留2秒,有利于二恶英的分解,从而满足环保要求。敷设卫燃带还可以避免水冷壁裸露在高温烟气中而产生的高温腐蚀。烟气经凝渣管从上而下通过二通道,采用辐射传热进行热交换,再急转进入布满对流受热面的三通道和四通道(其中省煤器和暖风器都布置在第四通道),加快了热交换的速度,使锅炉省煤器出口处烟温降至380℃左右。随后通过布置有管式烟气暖风器的四通道,与空气进行交换,烟气被冷却到270℃左右,进入烟气处理系统。

（三）垃圾焚烧炉的尾气处理技术

由于垃圾焚烧后烟气中含有多种有害物质,采用常规的锅炉脱硫除尘技术达不到排放要求,因此必须采用复合式的处理技术。本焚烧炉采用的是半干法中和处理工艺加布袋除尘器,半干法中和处理工艺，先将石灰调和成浓度约为20%的石灰浆,然后采用双流喷嘴的反应塔雾化石灰浆,雾化了的石灰浆与烟气全面接触,烟气从反应塔上部切向进入反应塔,沿塔壁盘旋向下流动,随着烟气向下流动并与烟气充分混合,和酸性气体发生反应,同时水份在塔内完全蒸发,然后,反应生成物以固态形式沉积在反应塔底部。部份生成物随同烟气流入布袋除尘器,和灰尘一起被清除。在反应塔出口设置返料器,使未中和的石灰料回收再利用。少量的未完全反应的Ca(OH)2粉尘附着于滤袋上,当废气经过时因增加表面接触机会,可提高废气中酸性气体的去除效率。由于布袋除尘器要求的温度较低(250℃以下),使烟气中的重金属及其氯有机化合物达到饱和凝结成颗粒而被滤布吸附去除。同时在返料器与布袋除尘器之间设置活性炭喷射装置,对重金属离子和二恶英有很好的吸附作用,进一步脱除烟气中重金属物质和二恶英,然后烟气灰尘由布袋除尘器收集后,洁净后的烟气经引风机引入烟囱排向大气。

高温烟气流经各受热面通过热能交换将水进行加热,产生饱和蒸汽,继续加热成过热蒸汽,然后带动汽轮发电机发电。性质稳定的残渣直接填埋,烟气处理收集的飞灰吸附有重金属和二恶英作为危险废弃物单独处理,经过焚烧炉焚烧,垃圾中的细茵、病毒被彻底消灭,被垃圾污染带恶臭的空气被抽送入炉中高温分解,因此,采用焚烧工艺处理垃圾能实现减量化、资源化和无害化的治理目标。