固体废弃物的热解及机理
根据目前固体废弃物状况和特点,以及国内焚烧炉之特征，热解废弃物处理系统一般分为以下几部分:
(1) 油压自动进料,前端可搭配倾倒机、真空收集系统、自走式压缩子车、输送带及抓斗等装置,以达完全自动化的目的;
(2) 一次燃烧室:采用缺氧热烈解燃烧,依需要炉床可采用固定式、多层式设计,炉术分三阶段即干燥段、燃烧段及燃烬段。并保持微负压防止烟气外窜; (3) 二次燃烧室:采用柱塞流无死角设计可充分混合可燃气体,提高戴奥辛破坏去除效率。烟气停滞进间可依需求设计为一秒或更久,燃烧温度可达 1 000 ℃以上,完全符合法规要求;
(4) 出灰系统: 可依需求设计为自动或手动出灰,并可搭配出灰子车或输送带收集灰烬。出灰口装设冷却洒水装置,并防止灰烬飞散;
 一种固体废物热解流程示意图 |
(5) 废热回收系统:设置废热回收锅炉,以热水或蒸汽方式回收使用。其中一部分热源可提供给热交换器使用,来提升排放烟气的温度达到110 ℃以防止白烟产生;
(6) 废气处理系统:具除酸、除尘功能且符合法规之排气标准,并可依需求设计湿式、干式或半干式系统。
其基本机理是:热解气化炉内分三个层次,从上往下依次分为干燥段、热解段、燃烧段、燃烬段。进入热解气化炉的垃圾首先在干燥段由热解段上升的烟气干燥,其中的水分挥发;在热解气化段分解为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合烟气,混合烟气被吸入二燃室燃烧;热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质等) 沉入燃烧段充分燃烧,温度高达1 110 ℃～1 300 ℃,其热量用来提供热解段和干燥段所需能量。燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后冷却,由热解气化炉底部的一次风冷却(同时残渣预热了一次风) ,经炉排的机械挤压、破碎后, 由排渣系统排出炉外。
一次风穿过残渣层给燃烧段提供了充分的助燃氧。空气在燃烧段消耗掉大量氧气后上行至热解段,并形成了热解气化反应发生的欠氧或缺氧条件。由此可以看出,固废在热解气化炉内经热裂解后实现了能量的两级分配:裂解成分进入二燃室焚烧,裂解后残留物留在热解气化炉内焚烧,固废的热分解、气化、燃烧形成了向下运动方向的动态平衡。在投料和排渣系统连续稳定运行时,炉内各反映段的物理化学过程也持续稳定进行,从而保证了热解气化炉的持续正常运转。
从以上可以看出采用热解技术处理固体废物, 不但可以避免感染的危险,也可除去毒物,保护环境, 加上能源的回收,可谓是一举数得,其将取代传统焚化而变成处理固体废物特别是有害废弃物的主流。
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