干粉活性炭 干货！国内垃圾发电厂主要系统组成部分及常用工艺流程全在这了
垃圾是人们在生产生活中产生的各种废弃物，数量巨大，成分复杂，具有污染性、资源性和社会性等特点。目前，我国处理垃圾的方法有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等。焚烧是利用热能回收利用装置对垃圾进行再利用，既能快速高效地处理垃圾，又能创造部分可利用的能源。垃圾发电厂通过焚烧垃圾，一方面减少生活垃圾对社会发展和居民生活造成的危害，另一方面发电，解决了部分地区能源短缺的问题。我国垃圾焚烧发电厂大多采用机械炉排炉+凝汽式（或抽凝式）汽轮发电机组，并配备烟气净化系统、循环冷却塔系统。厂内设有与机组相匹配的垃圾贮存池（坑）和垃圾渗滤液处理系统。
1 焚烧炉排炉
建设部、国家环保总局、科技部联合发布的“蓉建[2000]120号”文件《城镇生活垃圾处理与污染控制技术政策》第6.2条规定：“垃圾焚烧应采用以炉排炉为主的目前较为成熟的技术，慎用其他类型焚烧炉。禁止使用达不到控制标准的焚烧炉。”可见，与流化床垃圾焚烧炉相比，机械炉排炉更受国家产业政策的支持。
炉排炉进料口较宽，由于我国尚未全面实行垃圾分类，炉排炉无需对垃圾进行分拣、破碎，采用层燃方式，烟气净化系统入口含尘浓度较低，降低了烟气净化系统及飞灰处理成本。东南沿海地区煤炭资源匮乏，煤炭价格相对昂贵，因此目前机械炉排炉燃烧技术应用较为广泛。
机械炉排是燃烧过程中的核心设备，燃烧过程可分为垃圾干燥脱水、烘烤着火；高温燃烧；燃尽除渣三个阶段。燃烧后的垃圾经过炉排的往复运动，在翻动搅拌过程中，会点燃底部的垃圾，不断的翻动搅拌过程，可使垃圾层松散，透气性增强，有利于垃圾的干燥、着火、燃烧和燃尽。
垃圾在炉排上的燃烧过程是：垃圾在进料完成后，由推料器推入，进入干燥段。在干燥段，垃圾受到焚烧炉内壁和炉拱的辐射热的辐射干燥、垃圾层底部一次高温空气的干燥、与垃圾层表面接触的高温燃烧火焰与气体的对流干燥；干燥后的垃圾经翻转进入燃烧段，燃烧过程中产生的可燃气体先燃烧，未燃尽的残渣继续燃烧。
炉排焚烧炉具有以下特点：能完全焚烧生活垃圾，启动时可用油作辅助燃料；炉排材质要求及加工精度高，炉排间接触面光滑，排间缝隙小，进来的垃圾不需预处理；利用炉排的机械运动对垃圾进行搅拌混合，促使垃圾完全燃烧；焚烧炉内垃圾燃烧稳定，燃烧比较完全，灰渣由炉底排出，飞灰量少，炉渣热损失率低；生产运行工艺可靠，设备年利用率高。
2 余热锅炉
垃圾焚烧炉后余热回收利用，可明显提高垃圾燃烧所释放热量的利用率。目前，余热锅炉分为分立式、卧式、Π型等，卧式占较大比例。一般采用400℃、4.0MPa的参数，可有效防止过热器等受热面管子的高温腐蚀。一些锅炉生产厂家利用新技术，对余热锅炉的参数进行了改进。目前，我国采用中温中压以上蒸汽参数的垃圾焚烧厂有广州李坑、武汉新沟（6.4MPa、450℃）、湖北黄石、河北廊坊（6.4MPa、485℃），其余大多为中温中压蒸汽参数。从理论上讲，中温高压高温过热器管壁温对应的金属腐蚀速度约为中温中压高温过热器管壁温对应的腐蚀速度的2～3倍。实际运行中，烟气成分、运行方式、余热锅炉型号等也是影响腐蚀速度的因素。
3 蒸汽轮机
垃圾发电厂首先要确定余热锅炉的蒸汽参数，然后在此前提下进行汽轮机选型。汽轮机应具有良好的热力性能、较高的可靠性、灵活的运行特性。国内汽轮机选型大多仍采用中温中压机组，常见的容量规格有6、12、15、18MW。由于垃圾热值随季节变化而波动，导致锅炉主蒸汽流量及参数有一定变化，应选择对工况变化适应能力强的汽轮机组。
汽轮机参数选择应与余热锅炉相匹配，汽轮机参数也由中温中压逐步发展到中温亚高压，如湖北黄石、河北廊坊垃圾焚烧项目发电机组参数已提高到6.4MPa、485℃。目前机组布置一般采用常规排汽方式，即下排汽。
4 烟气净化系统
由于我国尚未全面实行垃圾分类，大部分地区的生活垃圾中含有大量的厨余垃圾、橡胶及塑料制品等。这些垃圾在燃烧后会产生四大类颗粒物（粉尘）、酸性气体（HCl、HF、SOx、NOx等）、重金属（Hg、Pb、Cr等）和剧毒有机污染物（二恶英、呋喃等）。为防止焚烧过程中对环境造成二次污染，必须采取严格的措施控制垃圾焚烧烟气中污染物的排放。控制垃圾焚烧烟气中污染物的排放主要有两个阶段：控制焚烧工艺条件，降低焚烧阶段各类污染物的原始排放浓度；利用烟气净化系统，降低烟气中各类污染物的含量。
国内垃圾发电厂常用的烟气净化系统工艺为“炉内脱硝系统+半干法烟气脱酸塔+干粉喷吹+活性炭喷吹吸附系统+布袋除尘器”。
4.1 炉内脱硝系统
对于NOx的去除，主要的方法是采用非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）来降低NOx。
SNCR法采用氨或尿素作为催化剂，一般在850～1150℃时喷入炉内燃烧区后部，NOx在高温下被还原为N2和H2O。此方法中烟气与还原剂在最佳反应温度范围内停留时间短，难以达到很好的混合，因此该技术的脱硝效率一般较低。
SCR法采用金属作为催化剂，最佳反应温度范围为250～420℃，烟气进入催化脱硝器前需加热，该方法脱硝效率可达80%～90%。
SCR法的投资和运行费用远高于SNCR法，另外，为避免不洁净烟气中的重金属对SCR催化剂造成毒害，SCR法只能在除尘装置后使用，因此国内垃圾焚烧发电厂普遍采用SNCR法，而SCR法的应用范围较广。
4.2 脱酸塔
酸性气体主要有盐酸、二氧化硫、氢氟酸等，脱除酸性气体的过程主要在脱酸塔中进行，雾化的石灰乳和水液滴在脱酸塔内与烟气充分混合，在发生中和反应的同时，烟气的温度也随之降低，使部分飞灰及反应产物沉降到吸附塔底部，经除灰系统排出。
4.3 活性炭吸附装置及袋式真空吸尘器
烟气净化系统采用活性炭吸附去除烟气中的二恶英和重金属。活性炭吸附装置应位于冷却塔与除尘器之间，具体用于对已经冷却的烟气进行进一步净化。袋式吸尘器可以去除烟气中的颗粒物和重金属。烟气中的烟尘主要由颗粒物组成，如果不能有效去除烟气中的颗粒物，烟尘带来的污染是非常严重的。袋式除尘器不仅能有效吸附一定大小的颗粒物，而且一些由挥发性重金属物质、酸和氧化物凝聚而成的气溶胶也会被袋式吸尘器吸附。
5 烟塔集成
烟气塔一体化技术起源于欧洲，主要是为了替代烟气热交换器（GGH），解决湿法烟气脱硫后低温高湿烟气不易在大气中扩散的问题，该技术在德国最早应用，并得到推广。
电厂循环冷却塔的塔身还兼作排烟烟囱，烟塔一体化解决方案较单独排烟方式烟气升程更高，烟气中夹杂大量水蒸气和空气，浓度进一步降低，有利于污染物的稀释和扩散。
目前，一体化烟囱塔方案在我国垃圾发电厂较为普遍，运行也比较稳定。
6 废物储存设施
垃圾贮存设施的作用是在储存垃圾的同时，使垃圾进行一定时间的发酵，从而提高热值，并将水和渗滤液排出。
南方垃圾焚烧发电厂的储坑在采取适当的保温措施的情况下，可以保证储存的垃圾常年不结冰。但在北方的一些地区，特别是极寒地区，冬季垃圾在生产、运输过程中会发生结冰现象。因此，在电厂设计时，需要根据实际情况优化工艺设计、施工和供热设计，实现冬季焚烧炉的正常运行，减少辅助燃料的消耗。
7.垃圾渗滤液处理系统
垃圾渗滤液是指垃圾处理过程中产生的废液、发酵液，属于二次污染物。垃圾渗滤液具有水质复杂、危害性大、有机物含量高、金属含量高、氨氮含量高、盐分含量高、微生物营养配比不平衡、水质水量变化大、色泽暗淡、有异味等特点，因此需要对垃圾渗滤液进行单独处理，有针对性地去除污染物。
目前，垃圾渗滤液处理方法大致可分为中温厌氧+机械蒸发、中温厌氧+膜生物反应器+膜深度处理两种。
7.1 中温厌氧+多级闪蒸（MSF）
厌氧生物处理技术是在厌氧条件下，利用厌氧细菌对污水中的有机物进行分解、代谢和消化，大大降低污水中有机物含量，并产生沼气的一种高效的污水处理方法。
多级闪蒸工艺的原理是将原水加热到适当的温度后接入闪蒸室，此时热盐水的饱和蒸汽压高于闪蒸室的控制压力，因此进入闪蒸室的热盐水发生迅速的气化反应，热盐水的温度会降低，产生的蒸汽经冷凝后成为所需的淡水。利用此原理，热盐水依次经过多个存在压力差的闪蒸室，逐级蒸发、冷却，此时盐水的浓度也逐级升高，直至其温度大于或等于原水温度。
渗滤液处理领域采用的蒸发方式除多级闪蒸外，还包括机械压缩蒸发（MVC）、机械循环再压缩蒸发（MVR）等机械蒸发工艺。
7.2中温厌氧+膜生物反应器+膜深度处理
中温厌氧与7.1工艺相同，不再赘述。膜生物反应器（MBR）系统通常由生化系统（一般为硝化/反硝化）和超滤膜系统组成。厌氧出水中的化学需氧量（COD）和无机氨氮通过生化单元中不同细菌的生长代谢为二氧化碳和氮气。在膜的作用下，活性污泥最大限度的被截留在生化反应器中，取代了常规的生化二沉池。同时与传统活性污泥法相比，生物反应器中的污泥浓度可由常规的3-5g/L提高到15-30g/L，因此MBR对有机物的去除率要高得多。
膜深度处理单元由纳滤（NF）和反渗透（RO）单元组成。纳滤的作用是进一步截留有机物和二价盐类物质，反渗透的作用是截留纳滤产水中的一价盐类物质，以保证产水的总溶解物质浓度（TDS）满足回用要求。在该单元中会产生部分浓水，浓水可通过后续处理工艺减量化并回用。
此外，垃圾渗滤液处理工艺的厌氧反应过程中会产生沼气，在正常工作状态下，沼气通过储存装置输送到锅炉内的沼气燃烧器中，参与锅炉内燃料的燃烧过程，提高热值，在发生事故时，沼气通过火炬燃烧。
8 结论
垃圾焚烧发电厂以垃圾焚烧为主，发电为辅。因此，垃圾焚烧效率和燃烧后烟气、灰渣的处理是主要控制指标。目前，我国各大城市已开始实行垃圾分类，未来厨余垃圾、危险垃圾、可回收垃圾数量减少，可焚烧的干垃圾集中处理焚烧，燃烧后烟气、灰渣等产物数量减少，含量趋于稳定可控，处理起来更加轻松高效。