4种垃圾焚烧炉技术解析

时间：2014-11-21 16:26

来源：E20环境平台《固废观察（第二期）》

作者：安淼

垃圾焚烧技术萌芽于 19 世纪末。20 世纪以来，随着城市垃圾产量的大幅度提升和焚烧技术的不断发展，垃圾焚烧已经成为了很多国家大力发展的垃圾处理技术。

垃圾焚烧炉是垃圾焚烧技术的核心。早期的焚烧炉是由燃煤发电锅炉厂家生产制造的，并不适用于生活垃圾的燃烧。随着垃圾焚烧工艺的发展，垃圾焚烧炉技术已经成熟，全世界各种型号的垃圾焚烧炉达到 200 多种，但应用广泛、具有代表性的垃圾焚烧炉技术主要有四大类，即机械炉排焚烧炉技术、流化床焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术和热解气化焚烧炉技术。

目前我国的垃圾焚烧厂建设适宜采用比较成熟的机械炉排焚烧炉。在有完善预处理系统的情况下，也可以采用流化床焚烧炉技术。回转窑和热解气化焚烧炉技术应用较少，可以作为前两种技术的补充。

机械炉排焚烧炉技术

机械炉排焚烧炉是较早发展的垃圾焚烧炉型式，经过长期的发展，技术已经日趋完善，运行可靠性高，是目前垃圾焚烧炉市场上的主导产品。

机械炉排焚烧炉根据炉排的结构和运动方式不同而型式多样，但燃烧原理大致相同，垃圾在炉排上进行层状燃烧，经过干燥、燃烧，燃尽后灰渣排出炉外。各种炉排都会采用不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触，从而达到较理想的燃烧效果。垃圾的燃烧空气由炉排底部送入，根据垃圾热值与水分的不同，送入炉排的风可以是热风或冷风。目前，机械炉排焚烧炉的形式主要包括顺推式炉排炉、逆推式炉排炉、往复翻动式炉排炉和滚动式炉排炉。

机械炉排焚烧炉对垃圾预处理要求低，对垃圾热值适用范围广，运行维护简便。此外，机械炉的单台处理能力较大，尤其适用于大规模垃圾集中处理。

但机械炉排焚烧炉的机械结构较复杂，炉排的材质要求和加工精度要求高，造价及维修费用较高。

流化床焚烧炉技术

流化床焚烧炉技术也是一种较为成熟的技术，它主要依靠炉膛内高温流化床料的高热容量、强烈掺混和传热的作用，使送入炉膛的垃圾快速升温着火，形成整个床层内的均匀燃烧。流化床焚烧炉是利用流态化技术进行垃圾的焚烧，在炉内有大量的石英砂作为热载体，垃圾在炉内悬浮燃烧。

流化床焚烧炉对垃圾有严格的预处理要求，必须将垃圾破碎成较小的粒径方能入炉焚烧，导致预处理环节能耗高且对臭气控制要求严格。流化床焚烧炉的垃圾和床料处于流化状态，磨损严重，维修较频繁，年运行时间较机械炉排炉短。

另外，由于国内目前的垃圾热值较低，难以单独燃烧，需要与煤进行混烧。流化床焚烧炉的优点是，由于垃圾经过破碎，使其燃烧速度快、燃尽率高、启停炉便捷，一般排出炉外的未燃物均在 1% 左右，是几种方式中最低的。另外，流化床焚烧炉的结构较简单，造价较低。

回转窑焚烧炉技术

回转窑焚烧炉炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动，使垃圾均匀混合并沿倾斜角度向倾斜端翻腾状态移动。为达到垃圾完全焚烧，一般设有二燃室。在焚烧垃圾时，垃圾由回转窑上部供应，筒体慢慢旋转，使垃圾不断翻转并向后移动，垃圾逐渐干燥、燃烧、燃尽，然后排至排渣装置。

调节回转窑的转速，可以影响垃圾在窑中的停留时间，并且对垃圾在高温空气及过量氧气中施加较强的机械碰撞，能得到可燃物质及腐败物含量很低的炉渣。该技术的主要缺点是垃圾处理量不大，飞灰处理难，燃烧不易控制，在当前的垃圾焚烧中应用较少。

热解气化焚烧炉技术

热解气化焚烧炉技术首先在北美获得应用，这种焚烧炉在加拿大称为CAO（Controlled Air Oxidation），意思是控制空气氧化，在发达国家有少量的应用。

热解气化焚烧炉有二个燃烧室，通过控制二个燃烧室的供风量和温度来实现热解气化和完全燃烧。在第一燃烧室供风量为理论需要空气量的 70%-80%，温度控制在 600-800°C，仅让部分固废燃烧，依靠其燃烧热使其余固废分解成为可燃气体；二燃室供风量为理论需要量的 130%-200%，温度控制在 1000°C左右，停留时间 2 秒，使可燃气体充分燃烧，有毒有害气体完全分解，达到无害化。

热解气化焚烧能有效抑制二噁英的产生，缺点是垃圾处理规模较小、系统复杂、运行成本较高，在国内尚无工程应用。

作者系上海环境卫生工程设计院技术总监

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编辑：李丹