常见的焚烧炉有:间歇式焚烧炉、炉箅式焚烧炉、CAO焚烧系统、流化床式焚烧炉、回转炉式焚烧炉,图1是垃圾焚烧设备的流程图.
1.平台;2.垃圾装入门;3.垃圾坑;4.垃圾吊车;5.垃圾料斗;6.焚烧炉;7.锅炉;8.反应塔;9.除尘装置;10.抽风机;11.烟囱;12.强制鼓风机;13.蒸汽式空气预热器;14.运灰机;15.磁选机;16.灰坑;17.灰吊车;18.金属运送机;19.金属坑;20.除尘粉尘运送机;21.反应塔下粉尘运送机;22.集中粉尘运送机;23.飞灰处理装置;24.飞灰坑;25.防止白烟用鼓风机;26.蒸汽式空气加热器;27.垃圾污水槽;28.垃圾水中间槽;29.高压蒸汽储气器;30.蒸汽汽轮机;31.中央控制室;32.控制传感器室;33.受电变电室;34.锅炉副机室;35.闸门操作室
1.1 间歇式焚烧炉
间歇式焚烧炉一般分为小型炉和大型炉,目前使用的焚烧炉多半是小型炉,一次性投入垃圾,焚烧结束后,再次投入垃圾,日处理垃圾量在25t以下,一般按规定的时间出灰。炉下部设有炉箅、气体冷却、废气排出和送风设置;若是大型炉,常设有垃圾投入和排灰装置。无论是大型炉还是小型炉,其特点为:结构简单,建设费用少、使用时间长;但气体量和气体温度波动大,热量有效利用差,灰份残渣多等。
1.2炉箅式焚烧炉
炉箅式焚烧炉也称炉排式焚烧炉,是一种连续式焚烧炉,因其优良的使用性能而逐渐取代了间歇式焚烧炉。目前城市垃圾焚烧炉大多数为这种焚烧炉(约占70%),其日处理量为80~200t,大型炉为300~600t。炉箅式焚烧炉底部设有多段炉箅,炉箅上堆放用料斗供给的垃圾,在移动炉箅的同时,在其下部吹入燃烧空气,进行干燥、燃烧。炉箅式焚烧炉的特点:炉身高大,造价较高;只有一个燃烧室,对进入炉内的垃圾不必分选、破碎;固体垃圾在炉内停留约1~3h,气体停留约几秒钟;垃圾的表层温度为800℃,烟气温度为800~1000℃;要求炉排耐高温、耐腐蚀、机械性能好。
为减少焚烧炉产生的有害气体(二噁英、NO、NO2、CO等)日本钢管公司采用NKK技术开发了双回流炉箅式焚烧炉,使来自副烟道的还原性气体与主烟道的燃烧气体进行再燃烧,从而抑制NOx气体的发生,促进燃气的完全燃烧,减少二噁英的发生。
1.3CAO(Controlled Air Oxidation控制空气燃烧)焚烧系统
该系统是一种新型垃圾焚烧炉,采用的是垃圾热氧化分解技术,其特点是:垃圾在燃烧前经过热解、气化;对垃圾的热值没有严格要求(不像其他类型的焚烧炉):有两个燃烧室,固体垃圾在第一燃室,气体在第二燃室,前者温度为600~800℃,停留时间约3~6h,后者温度800~1000℃,停留时间约为1~3s,整个系统结构紧凑,占地面积小,炉排固定,造价低。
1.4流化床式焚烧炉
流化床式焚烧炉其关键技术为鼓风机和空气输送装置,炉体有圆形和方形,垃圾在进入炉内须进行粉碎(10~30cm),气体冷却方式有锅炉式和喷水式,全连续燃烧式大型炉采用锅炉式冷却方式。炉内沸腾化的载体沙子(600~800℃)不仅使垃圾悬浮燃烧,而且是沸腾层温度均匀。其特点是:炉内热容量大,可燃烧热值较低的垃圾;炉内温度均匀,燃烧充分,垃圾停留时间长,日处理量小(约2000t)。
1.5回转窑式工业垃圾焚烧炉
回转窑式工业垃圾焚烧炉由回转窑本体、废弃物供给装置、驱动装置、烧嘴、二次燃烧炉等组成,在其后部设有焚烧炉箅,并配有出灰运输机,顶部有二次燃烧气体鼓入装置。其特点是:适合处理大型垃圾和产业废弃物(如污泥、燃油、沥青、涂料渣和塑料等);垃圾在回转窑中回转燃烧,温度约为900℃,二次燃烧炉温度为1100~1200℃。
2垃圾焚烧炉用耐火材料
2.1一般要求
当焚烧的垃圾为不同组成的非均匀性混合物,其类型、数量和热含量方面也有很大不同,为此内衬的物理和化学性能适应操作期间不同阶段的要求。;垃圾焚烧炉的工作温度一般不超过1400℃,但复杂的工作环境(如气体的侵蚀、垃圾在高温移动过程中对炉体内部的磨损和冲击)要求优质耐火材料内衬,而且要求量也将不断增加。通常要求耐火材料有如下特点:①良好的抗侵蚀性;②良好的高温强度和耐磨性③良好的耐酸性;④良好的抗震稳定性⑤良好的抗侵蚀性(CO、CL2、SO2、HCL、碱金属蒸汽等)⑥良好的施工性(不定形)⑦良好的耐热、隔热性。
2.2耐火材料的选择依据
不同的焚烧炉其操作条件不同,内部使用温度不同所需耐火材料的性能也不同,因而应根据其工作环境和使用温度选择不同性能的耐火材料。表1给出了焚烧炉用耐火材料的典型性能。
表1焚烧炉用耐火材料的典型性能