什么是斯托克垃圾焚烧技术？

Question

如题所述

Answer 1

对垃圾热处理技术的分类和各种方法进行了综述，详细介绍一种新的垃圾焚烧技术——斯托克焚烧技术，以及利用斯托克装置进行发电和处理二恶英等有害排放物的新方法，最后提出了垃圾热处理的发展方向。
关键词：垃圾；热处理；斯托克；发电；二恶英
城市固体废弃物的常用处理方法有填埋、堆肥，制沼气、填海、热处理等。其中废弃物热处理技术是对废弃物进行无害化、减量化、资源化重要而有效的手段。
1垃圾热处理的分类
垃圾热处理技术可依据垃圾的种类、处理温度和得到的副产物来分类。按照垃圾处理温度，可分为厌氧降解、杀菌处理、气化和高温分解、直接燃烧。
1.1厌氧降解
厌氧降解能够在无氧条件下将城市垃圾中的有机成分转化成沼气，产生的沼气既可以用于该系统本身，也可以用适当的发动机或者发电装置将其转化成电能。随着温度的升高，降解速度也增大。厌氧降解器通常和锅炉或者热电联产装置（CHP）联合起来使用，副产物有液态和固态残渣。经过适当的处理，液态残渣能被用作液体肥料，固体残渣能用于传统的堆肥过程。
1.2杀菌处理
一般认为杀菌处理是垃圾回收利用的头道工序，经过这道工序的城市固体废弃物才可以做其它用途。这个处理过程能杀死城市垃圾中的所有细菌，并清除那些诸如铁罐子和玻璃等可以回收利用的物质。通常用高压灭菌器产生高温高压的蒸汽来加热并杀死垃圾中的有机细菌，蒸汽温度可以高达175℃，如此高的温度能使垃圾中的塑料凝结成块，这些凝结物可用作CHP系统的燃料。而垃圾中的有机组分（包括纸）则变成糊状物，能用于堆肥。
1.3气化和热解
气化和高温分解是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气（CO、H2和CH4等）的过程。这些过程相当复杂，它们对垃圾的含湿量、物质成分以及温度的变化非常敏感。在反应室内通常会生成一氧化碳，氢气和甲烷等气体。
气化和高温分解之间有两个主要的区别。首先，高温分解过程的过剩空气系数小于0.2（一般是0.15），而气化的过剩空气系数则介于0.2和0.4之间。其次，高温分解的处理温度较低。根据温度随时间变化的快慢，可以将高温分解分成快速、慢速、烧蚀和火焰过程。气化过程则被分为流化床、悬浮床、上升气流和下降气流以及交叉层过程。
1.4直接燃烧
垃圾热处理领域中最常见的是焚烧。英国废弃物协会（EWA）认为大规模焚烧是目前热处理的主要方式，它的过剩空气系数大于1。通常将干燥、局部热解／气化、燃尽（为了燃烧灰烬中剩余的碳）这些步骤结合在一起。影响焚烧效率的关键因素在于：持续时间；燃烧温度；垃圾的湿度；垃圾的分类情况。
通常采用这种技术的设备有炉算燃烧室（层燃）、悬浮床燃烧和流化床燃烧系统。大规模垃圾处理装置（每年的垃圾处理量大于10万t)的活动炉排就采用了这种特殊技术。
因为焚烧过程的排放物会对环境造成污染，所以该技术通常受到很多环境保护条令的限制，这就意味着需要完善的后期处理过程来保证排放物在不同国家所限定的范围内。
除了会对环境造成污染，焚烧的另一个缺点在于其热效率较低。通常它的发电效率只有20％，如果有CHP，它的热效率会更高一些。
2垃圾焚烧新技术——斯托克技术
斯托克（Stoker）是指以机械方式供给垃圾，保证其能充分燃烧的设备。就垃圾焚烧设备而言，斯托克炉包括炉内放置垃圾的火架、空气供给装置、运送搅拌垃圾的驱动装置等，是一个单独或同时完成干燥、燃烧、二次燃烧的设备。
2.1斯托克焚烧装置（图1)

图1斯托克焚烧装置图
2.1.1基本原理
利用垃圾起重机等机械方式供给垃圾→斯托克（Stoker）式焚烧装置（包括余热锅炉）→烟气处理装置→灰渣处理、余热发电。
2.1.2技术指标
斯托克式焚烧炉：燃烧区温度高于800℃，后燃烧区温度高于1000℃，垃圾在炉内停留时间大于2s，实现“三T"（Temperature，Turbulence，Time）燃烧控制，DXNs（二恶英）>0.1ng-TEQ/m3N，CO＞0ppm，NOx>60ppm，飞灰中未燃物质量＞0.3％；余热锅炉：6MPa，450℃；发电效率高于25%；烟气处理：低温处理150～170℃，烟气减容量为30％，最终排放烟气的二恶英含量>0.0lng-TEQ/m3N，远远低于焚烧垃圾二恶英排放标准（0.1ng-TEQ/m3N）；灰渣处理：减量化95％，热灼减率≤1％，灰渣综合利用，燃烧损失＞1%。
2.1.3不同焚烧炉的技术比较
不同的燃烧原理决定了各种焚烧炉在燃烧规模、热效率、设备寿命及初投资方面的差异。其中，斯托克炉、流化床炉、旋转窑炉之间的比较见表1。
表1不同焚烧炉间的技术比较