固体废物焚烧热能的回收利用.ppt

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1、废热回收锅炉废热回收锅炉汽轮机汽轮机6.46.4固体废物焚烧热能的回收利用固体废物焚烧热能的回收利用垃圾进行垃圾进行焚烧处理产生大量的烟气焚烧处理产生大量的烟气，烟气温度可高达，烟气温度可高达85085010001000，含有大量的热能含有大量的热能。将这些热能充分加以利用，可。将这些热能充分加以利用，可实现实现“节能减排节能减排”。生活垃圾焚烧产生的热能相当于可再。生活垃圾焚烧产生的热能相当于可再生能源。如果采用生能源。如果采用焚烧热电联产焚烧热电联产，在供暖季节主要用于供，在供暖季节主要用于供热，在非供暖季节主要用于发电，热，在非供暖季节主要用于发电，不仅实现在对垃圾处理不仅实现在对垃圾处

2、理中降低污染排放，还可有效解决资源短缺问题中降低污染排放，还可有效解决资源短缺问题。现代化的焚烧厂通常都设有现代化的焚烧厂通常都设有尾气冷却和废热回收系统尾气冷却和废热回收系统。其。其作用是：作用是：调节焚烧尾气温度，使其降温至调节焚烧尾气温度，使其降温至220220300300，以便进入，以便进入尾气净化系统。一般尾气净化处理设备能在尾气净化系统。一般尾气净化处理设备能在300300以下的温以下的温度范围内操作，因此，焚烧炉所排放的高温气体尾气调节度范围内操作，因此，焚烧炉所排放的高温气体尾气调节或操作不当，会降低尾气处理设备的效率及寿命。或操作不当，会降低尾气处理设备的效率及寿命。回收废热

3、回收废热。通过各种方式利用废热，可以获得经济收益。通过各种方式利用废热，可以获得经济收益和环境效益，并有利于降低焚烧处理的费用。目前，中大和环境效益，并有利于降低焚烧处理的费用。目前，中大型垃圾焚烧厂几乎均设置有汽电共生系统。型垃圾焚烧厂几乎均设置有汽电共生系统。6.4.1 焚烧废气冷却方式焚烧废气冷却方式焚烧废气冷却方式有焚烧废气冷却方式有直接式和间接式直接式和间接式两种。两种。直直接接式式冷冷却却是是利利用用传传热热介介质质直直接接与与尾尾气气接接触触以以吸吸收收热热量量，达达到到冷冷却却和和温温度度调调节节的的目目的的。水水具具有有较较高高的的蒸蒸发发热热（约约2500 kJ/kg），是

4、是最最常常用用的的冷冷却却介介质质，可可以以有有效效降降低低尾尾气气温温度，且产生的水蒸气不会造成污染。度，且产生的水蒸气不会造成污染。空空气气的的冷冷却却效效果果差差，大大量量使使用用还还会会增增加加尾尾气气处处理理系系统统的的负负担，因此很少单独使用。担，因此很少单独使用。直直接接喷喷水水冷冷却却是是常常用用的的废废气气直直接接冷冷却却方方式式之之一一，图图6.10为为直直接接喷喷水水废废气气冷冷却却方方式式的的工工作作示示意意图图。其其工工作作过过程程为为：冷冷却却水水由由水水泵泵送送入入经经过过喷喷嘴嘴喷喷进进冷冷却却塔塔内内，与与上上升升的的烟烟气气直直接接接接触触，冷冷却却水水受受

5、到到高高温温烟烟气气形形成成水水烟烟气气，水水烟烟气气流流入入热热交交换换器器与与空空气气进进行行热热交交换换，产产生生的的热热空空气气用用作作焚焚烧烧炉炉的的助助燃空气，从而使废热得到再利用。燃空气，从而使废热得到再利用。烟烟气气通通过过水水冷冷塔塔后后，温温度度可可从从 800 950降降 到到 300450；通通过过空空气气热热交交换换器器后后，进进一一步步降降到到200300之之间间。该该方方式式投投资资和和运运行行成成本本较较低低，系系统统运运行行也也比比较较稳稳定定可可靠靠，但但热热回回收收效效率率低低，水水的的消消耗耗量大量大。间间接接冷冷却却方方式式利利用用传传热热空空气气和和

6、水水等等，通通过过热热交交换换设设备备，来来降降低低尾尾气气温温度度和和回回收收废废热热。其其中中废废热热锅锅炉炉换换热热冷冷却却方方式式使使用最为广泛。用最为广泛。废废热热锅锅炉炉（又又称称热热回回收收锅锅炉炉）是是利利用用燃燃烧烧尾尾气气的的废废热热为为热热源源产产生生蒸蒸汽汽的的一一种种设设备备。废废热热锅锅炉炉有有多多种种型型式式，图图6.11所所示是双筒式废热回收锅炉。示是双筒式废热回收锅炉。图图6.116.11双筒式废热回收锅炉双筒式废热回收锅炉焚焚烧烧炉炉产产生生的的高高温温烟烟气气先先经经水水冷冷壁壁冷冷却却，然然后后进进入入锅锅炉炉的的水水管管群群，与与水水管管中中的的水水进

7、进行行热热交交换换，使使水水管管中中的的水水蒸蒸发发而而产产生生水水蒸蒸汽汽，用用其其发发电电或或作作它它用用，而而废废气气达达到到冷冷却却的目的。的目的。废废热热锅锅炉炉换换热热冷冷却却方方式式，既既达达到到冷冷却却尾尾气气的的目目的的，又又实实现现热能的回收。热能的回收。优优点点：传传热热传传质质效效果果好好，废废热热回回收收效效率率高高；设设备备体体积积小小，安安装装费费用用低低；对对废废气气温温度度变变化化适适应应性性强强，并并可可耐耐受受较较高高温温度；可生产蒸汽，供作它用。度；可生产蒸汽，供作它用。缺缺点点：投投资资、运运行行和和维维护护成成本本较较高高。此此外外尾尾气气中中的的酸

8、酸性性气气体体和和粉粉尘尘会会导导致致设设备备零零部部件件的的损损坏坏、腐腐蚀蚀、积积垢垢等等，使使回回收效率降低，系统运行稳定性较差。收效率降低，系统运行稳定性较差。一一般般地地，中中小小型型焚焚烧烧厂厂多多采采用用批批式式或或半半连连续续焚焚烧烧方方式式，产产生生的的热热量量较较少少，废废热热回回收收的的规规模模经经济济效效益益较较差差，故故大大多多采采用用喷喷水水直直接接冷冷却却方方式式；而而大大型型垃垃圾圾焚焚烧烧厂厂产产热热量量大大，具具有有较好的规模经济效益，故较好的规模经济效益，故大都采用废热锅炉冷却方式大都采用废热锅炉冷却方式。6.4.2 废热回收利用方式废热回收利用方式热热回

9、回收收方方式式的的选选择择取取决决于于废废热热利利用用途途径径和和特特点点、工工艺艺技技术术以及经济因素等。以及经济因素等。垃垃圾圾焚焚烧烧所所产产生生的的废废热热有有多多种种再再利利用用方方式式，包包括括水水冷冷却却型型、半废热回收型及全废热回收型半废热回收型及全废热回收型三大类。三大类。焚焚烧烧产产生生的的废废热热大大多多被被转转化化成成蒸蒸汽汽热热能能，蒸蒸汽汽再再作作它它用用。其其主主要要利利用用途途径径有有：厂厂内内辅辅助助设设备备自自用用；厂厂内内发发电电；供供应应附附近近工工厂厂或或医医院院的的加加热热或或消消毒毒用用；供供应应附附近近发发电电厂厂当当作作辅辅助助蒸蒸汽汽；供供应

10、应区区域域性性暖暖气气系系统统蒸蒸汽汽使使用用；供供应应休休闲闲福福利利设设施；发达国家焚烧废热利用方式。施；发达国家焚烧废热利用方式。厂内辅助设备自用厂内辅助设备自用如如焚焚烧烧厂厂所所处处理理的的垃垃圾圾含含水水率率高高、热热值值低低，可可利利用用蒸蒸汽汽预预热热助助燃燃空空气气，使使其其自自室室温温提提升升至至150200，更更好好的的达达到到燃燃烧烧效效果果；或或用用蒸蒸汽汽将将废废气气温温度度于于排排放放前前加加热热至至约约130，以避免因设置湿式洗烟装置而产生白烟现象。，以避免因设置湿式洗烟装置而产生白烟现象。厂内发电厂内发电垃垃圾圾场场产产生生的的蒸蒸汽汽还还常常被被用用以以推推

11、动动汽汽轮轮发发电电机机发发电电，构构成成汽汽电电共共生生系系统统。产产生生的的电电力力有有1020作作为为厂厂内内使使用用，其余则售予电力公司。其余则售予电力公司。供应附近工厂或医院的加热或消毒用供应附近工厂或医院的加热或消毒用蒸蒸汽汽还还可可用用于于厂厂区区附附近近的的工工厂厂或或医医院院，供供其其生生产产、生生活活、取取暖暖或或消消毒毒设设备备使使用用，冷冷凝凝水水则则返返送送回回焚焚烧烧厂厂循循环环使使用用。目前以美国采取此方法居多。目前以美国采取此方法居多。供应附近发电厂当作辅助蒸汽供应附近发电厂当作辅助蒸汽可可将将所所产产生生的的蒸蒸汽汽送送到到附附近近发发电电厂厂，配配合合发发电

12、电。但但焚焚烧烧厂厂产产生生的的蒸蒸汽汽条条件件必必须须与与发发电电厂厂的的蒸蒸汽汽条条件件相相互互一一致致。此方式也是以美国及欧洲地区采用较多。此方式也是以美国及欧洲地区采用较多。供应区域性暖气系统蒸汽使用供应区域性暖气系统蒸汽使用此此种种利利用用方方式式包包括括两两种种情情况况，一一是是将将所所产产生生的的蒸蒸汽汽经经热热交交换换器器，产产生生约约80120的的热热水水，然然后后进进入入区区域域性性的的暖暖气气或或热热水水管管路路网网中中；另另一一种种情情况况是是直直接接将将蒸蒸汽汽输输送送到到区区域域性性热热能能供供应应站站，经经该该厂厂的的热热交交换换器器，产产生生不不同同型型式式的的

13、热热能能，以以供供应应社社区区取取暖暖。此此种种利利用用方方式式主主要要用用于于寒寒冷冷地地区区（如如欧欧、美美地地区区），尤尤其其对对已已设设有有供供应应热热水水管管路路系系统统的地区，可直接并联操作，做为系统中的基本负载。的地区，可直接并联操作，做为系统中的基本负载。供应休闲福利设施供应休闲福利设施通通过过管管路路供供应应厂厂区区附附近近民民众众休休闲闲福福利利设设施施中中所所需需的的蒸蒸汽汽或热水，例如温水游泳池，公共浴室及温室花房等。或热水，例如温水游泳池，公共浴室及温室花房等。发达国家焚烧废热利用方式发达国家焚烧废热利用方式目目前前，世世界界各各国国越越来来越越重重视视对对焚焚烧烧废

14、废热热的的利利用用。各各国国国国情不同，废热的回收利用方式和途径也不一样。情不同，废热的回收利用方式和途径也不一样。美美国国垃垃圾圾焚焚烧烧厂厂能能源源回回收收利利用用方方式式呈呈多多元元化化，包包括括发发电电、取取暖暖、供供应应蒸蒸汽汽、海海水水淡淡化化及及烘烘干干下下水水道道污污泥泥等等。基基于于垃垃圾圾热热值值较较高高，而而且且电电力力设设备备的的操操作作管管理理便便利利，垃垃圾圾焚焚烧烧厂厂内内普普遍遍设设发发电电装装置置，并并且且采采用用发发电电量量较较高高的的凝凝结结式式汽轮发电机，或与一般发电厂联合，供应发电所需蒸汽。汽轮发电机，或与一般发电厂联合，供应发电所需蒸汽。6.4.3

15、焚烧热能回收利用促进焚烧热能回收利用促进“节能减排节能减排”我我国国“十十一一五五”规规划划纲纲要要中中提提出出的的“节节能能减减排排”，指指的的是是减少能源浪费和降低废气排放。减少能源浪费和降低废气排放。生生活活垃垃圾圾焚焚烧烧处处理理除除了了对对污污染染物物的的减减排排作作用用明明显显外外，对对温温室室气气体体的的减减排排效效果果也也非非常常显显著著。垃垃圾圾焚焚烧烧过过程程中中，生生物物质质（如如植植物物、秸秸秆秆、纸纸等等）燃燃烧烧排排放放的的二二氧氧化化碳碳并并不不增增加加温温室室气气体体排排放放，温温室室气气体体增增加加主主要要来来自自化化石石燃燃料料的的材材料料（如如废废塑塑料料

16、）燃燃烧烧产产生生的的二二氧氧化化碳碳和和少少量量的的二二氧氧化化氮氮。生生活活垃垃圾圾焚焚烧烧处处理理减减少少温温室室气气体体排排放放主主要要体体现现在在两两个个方方面面，一一是是避避免免了了由由填填埋埋气气体体（主主要要是是甲甲烷烷）造造成成的的温温室室气气体体，二二是是通通过过焚焚烧烧余余热热替替代代化化石石燃燃料料燃燃烧烧减减少少温温室室气气体体排排放放。不不同同国国家家或或地地区区填填埋埋气气体体回回收收利利用用状状况况和和能能源源结结构构不不同同，具具体体替替代代当当量量系系数数也也不不同同。按按照照我我国国生生活活垃垃圾圾成成分分计计算算，与与填填埋相比，焚烧发电每吨垃圾减排二氧

17、化碳约埋相比，焚烧发电每吨垃圾减排二氧化碳约0.5吨吨。垃圾焚烧发电存在的问题垃圾焚烧发电存在的问题垃圾焚烧发电垃圾焚烧发电在我国还处于初级阶段，还有许多方面需改进和在我国还处于初级阶段，还有许多方面需改进和提高。提高。垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电垃圾发电当前遇到的关键问题是电站的发电量波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废量波动性大，稳定性小。其原因是垃圾中可燃废弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明弃物的质量和数量随季节和地区的不同而发生明显变化。因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力显变化。因此，垃圾焚烧电站的多余电力向电力公司出售时，价格不高，主要靠国家政策扶持。公司出售时，价格不高，主要靠国家政策扶持。另外，垃圾焚烧发电本身属于环保项目，如另外，垃圾焚烧发电本身属于环保项目，如果处理的不好可能造成二次污染。果处理的不好可能造成二次污染。