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生活垃圾焚燒機理和控制要素論文
[論文摘要]論述了福州市紅廟嶺垃圾焚燒發電廠工程運行情況、生活垃圾焚燒機理和各個控制要素。
[論文關鍵詞]生活垃圾焚燒機理控制要素
1前言
福州市政府決定建設福州市紅廟嶺垃圾焚燒發電廠，采用特許經營權BOT方式，通過公開招標組建了項目法人。2005年4月，福建省發改委作出了《關于福州市紅廟嶺垃圾焚燒發電廠工程項目申請報告的批復》（閩發改投資[2005]325號）。
紅廟嶺垃圾焚燒發電廠設計規模每年處理城市生活垃圾39.6萬噸，日平均處理規模為1200t。生活垃圾由福州市城市執法局委托環衛部門提供并運送至福州市紅廟嶺垃圾焚燒發電廠。建設場地位于福州市北郊紅廟嶺垃圾填埋場征地范圍內，占地約52500m2。擬建場地西邊是紅廟嶺垃圾填埋一期庫區，北邊是福州市紅廟嶺污水處理廠。平整后場地絕對標高483m。
紅廟嶺垃圾焚燒發電廠采用機械爐排焚燒爐，按兩爐配置，處理能力2×600t/d，發電機裝機容量為2×12000KW，工程總投資3.2億元。焚燒發電廠勞動定員80人。
紅廟嶺垃圾焚燒發電廠于2007年9月投入使用。該項目的建設，不但可以延長紅廟嶺垃圾填埋場的使用年限，節約寶貴的土地資源，改善采用填埋處理方式帶來的環境影響；同時焚燒垃圾產生熱能發電，增加了福州市電力供應，使生活垃圾處理達到資源化。
2焚燒過程機理
生活垃圾的燃燒過程，本質上是質量傳遞、熱傳遞，動量傳遞、化學反應、結構變化等物理化學反應綜合在一起的一個復雜的過程。從固體燃料燃燒理論的角度分析，作為定性的燃燒階段劃分，廢物的燃燒過程可以分為預熱、水分蒸發、升溫，揮發份析出，著火和固定碳燃燒,燃盡等過程。伴隨著這些過程的開始、發展、結束和交替，垃圾先吸取熱量，溫度上升，失去水分，局部分解析出可燃成分，然后著火燃燒，放出熱量，直到燃盡冷卻。廢物本身的質量也隨著這些過程逐步減少，直到殘留灰渣。
3垃圾焚燒的控制要素
垃圾焚燒的影響因素主要有停留時間、燃燒溫度、湍流度和過量空氣系數。其中停留時間、燃燒溫度、湍流度。
3.1停留時間
停留時間有兩個方面的含義：其一是垃圾在焚燒爐內的停留時間，它是指垃圾從進爐開始到焚燒結束直至爐渣從爐中排出所需的時間，它影響到焚燒殘渣的熱灼減率和焚燒去除率；其二是垃圾焚燒煙氣在爐中的停留時間，它是指垃圾焚燒產生的煙氣在爐中所需時間，它影響到燃燒效率、焚燒去除率和二惡英分解率。
垃圾在焚燒爐內的停留時間越長，它與空氣接觸越充分，垃圾燃燒越完全，二惡英分解越徹底，焚燒爐的體積也就越大，這將受到設備投資條件的制約。所以，停留時間的長短應視具體情況來定，要綜合考慮燃燒效果和設備造價兩方面因素。
3.2溫度
垃圾焚燒過程焚燒爐內的溫度分布是不均勻的，這里的溫度指的是垃圾焚燒所能達到的最高溫度。垃圾焚燒過程要求控制適宜的燃燒溫度。燃燒溫度愈高，燃燒反應速度愈快，越有利于垃圾的焚燒。但過高的燃燒溫度會加快焚燒爐內壁和爐內機械結構的腐蝕速度，會使灰渣熔結，影響爐壁的使用壽命及爐內機械的運行，還會促進氮氧化物的生成。所以燃燒溫度不宜過高。燃燒溫度過低，會使垃圾燃燒不完全。從二惡英分解的角度出發，燃燒溫度不宜低于850℃。
3.3湍流度
湍流度是表征垃圾和空氣混合程度的指標。湍流度越大，垃圾與空氣的混合程度越好，有機可燃物能及時獲取燃燒所需的充分氧氣，燃燒反應越完全，同時足夠的湍流度也有利于消解燃燒產生的二惡英等有害成分。一般采用再爐膛側壁送入二次風的方法提高湍流度，促進垃圾的完全燃燒。
3.4過量空氣量
垃圾焚燒過程要求控制適當的過量空氣量。理論上和和實踐結果都說明，只有當燃燒室處于少量過量空氣條件下，焚燒熱效率才能較高。一般情況下，氧氣量愈大，燃燒的速度就愈快。為了使垃圾能夠更好的燃燒，燃燒層內必須有足夠的空氣徑流，垃圾與空氣的湍流混合度越高，則燃燒層越容易保持足夠的氧氣量，使燃燒速度加快。而燃燒室內的高湍流環境，是靠燃料空氣的攪動來達到的，一定限度的過剩空氣量，將有利于保持這種湍流，并使燃燒室內有較高的氧氣量。但過量的空氣鼓入，會加劇燃燒熱損失，降低燃燒溫度，延緩反應速度，因此應控制適當的過剩空氣量。在具體的垃圾焚燒過程中，需要根據垃圾性質和焚燒爐爐型等因素來確定過剩空氣量。
4小結
城市生活垃圾焚燒處理技術在發達國家已相當成熟，而在我國尚處于起步階段。生活垃圾焚燒的影響因素主要包括停留時間、燃燒溫度、湍流度和過量空氣系數。鑒于我國城市生活垃圾的特點是水分含量高，且垃圾組分和熱值波動大，生活焚燒機理還有待進一步研究，以從而真正實現城市生活垃圾處理的資源化、減量化和無害化。
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