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生活垃圾入焚烧炉前的处理

文档作者：芈金建文档来源：太仓协鑫垃圾焚烧发电有限公司		点击数：	更新时间： 2024年03月03日
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资源与环境
生活垃圾入焚烧炉前的处理
芈金建
f太仓协鑫垃圾焚烧发电有限公司，江苏太仓215400)
摘要：城市生活垃圾在入焚烧炉前的处理是每个垃圾焚烧发电厂都必有的，但其重要性及
原理很多人却不太清楚。文章从物理理论及实际生产经验来说明生活垃圾在入炉前的反应原理
及其重要性，并介绍一些提高垃圾入炉热值必要的方法。
关键词：垃圾；垃圾焚烧炉排炉；渗滤液；发酵
中图分类号：TK09 文献标志码：B 文章编号：1001—5523(2010)02—0042—03
目前，随着经济的发展和对环保要求的提高，
在我国越来越多的城市都建立了城市生活垃圾焚
烧发电厂，用于焚烧处理当地居民产生的生活垃
圾。目前，我国垃圾焚烧炉炉型主要有炉排炉和流
化床两种。其中炉排炉因其不要掺烧别的物质，就
是生活垃圾一种入炉，得到更广泛的应用。
本文从垃圾收集到入炉前的处理进行分析讨
论，就是希望抛砖引玉，探讨出垃圾人炉合理的热
值、更好更平稳的控制燃烧参数，促进我国环保事
业的发展。
1垃圾收集与运输
1．1国内外城市生活垃圾的区别
在欧洲、美国和日本等发达国家由于生活水平
较高和生活习惯不同，其垃圾的品质明显优于我
国，一方面由于它们的垃圾分类收集，送往焚烧厂
的垃圾中渣土玻璃、金属、砖头、瓷片等不可燃成分
相对较少。另一方面由于这些国家的厨余垃圾较
少，使生活垃圾的水分较低，总体而言，这些发达国
家的生活垃圾其热值较高。与此相反，我国的垃圾
具有成分复杂、形态多样、水分高等特点，其热值较
低。正是因为燃料的品质差异，在很大程度上造成
进口的焚烧设备在国内运行的状况明显不如相同
设备在发达国家运行的状况。我国的生活垃圾由于
没有分类收集，加上有大量的厨余，因此无论炉排
式焚烧炉还是流化床焚烧炉，都要在入炉前做必要
的处理。
对于炉排式焚烧炉，理论上说只要原始垃圾
的尺寸不大于进料口的最小尺寸即可。但实际运
行的经验表明，把垃圾直接卸人垃圾池后仅由抓
斗把特大尺寸垃圾抓出剔除是不够的，还要在池
内对垃圾进行堆放存储发酵，排出其水分，提高其
热值。
对于循环床焚烧炉，垃圾堆放、发酵的要求不高
(即可以直接把原始垃圾人炉内焚烧)，但对垃圾尺
寸和其中粗大不可燃成分有一定要求，否则会造成
流化困难和燃烧障碍，这是循环床应用于垃圾焚烧
的一个主要缺点。
1．2城市生活垃圾的收集与运输
在我公司建厂之初，因市政公司配套垃圾专用
运输车辆及中转站收集压缩设备没有完全到位，导
致进厂垃圾水分过大，垃圾中大块建筑材料及其它
大块杂物非常多，这严重影响了正常生产。在公司
与市政公司多次协商沟通后，现在市政垃圾中转站
就能实现大块垃圾的剔除和一次压缩，十分有效地
去除了大块不易燃物质的人厂。另外，经压缩后的
垃圾也能去除一部分外水分，在中转站再用专门的
垃圾运输车辆运输垃圾入厂，此垃圾运输车辆能实
现垃圾再次压缩人车，也能再次去除一部分外水分，
这样大大缓解了垃圾焚烧电厂的压力。因为，大块
垃圾在人炉时容易造成料斗口堵塞或架桥。人炉后
在炉内因其不易燃或是不可燃，造成局部一次风吹
万方数据
芈金建．生活垃圾入焚烧炉前的处理
不透，在其周围垃圾都不易燃尽，容易出生料。再次，
在出渣机出渣时也容易堵塞，给运行带来极大的不
便。外水分的压缩去除，缩短了垃圾的去水周期。
2垃圾的储存
2．1垃圾储存池
垃圾储存在垃圾池中，一是起到仓库的缓冲作
用，即量调节，二是有搅拌、发酵脱水的作用，即质调
节。
2．2垃圾堆酵反应
清华大学和深圳市政环卫综合处理厂共同进行
过垃圾堆酵实验研究。表1给出了堆酵前后垃圾热
值变化的结果。从实验看，堆酵过程中垃圾热值是随
时间增大的。
裹1堆酵前后垃圾的热值比较kJ&amp;amp;g
在垃圾堆酵池中，除表面垃圾接触空气外，更多
的垃圾由于堆埋在表层下，不能接触氧气，因而发生
的堆酵反应以厌氧性反应为主。在垃圾堆酵池的不
同地点发生的堆酵反应除温度条件相近外，反应的
基体成分大不一样，带菌条件也不相同，因而难以对
垃圾堆酵池中产生的堆酵反应作准确描述。笼统地
说，在垃圾堆酵池中产生发酵反应的基体均为生物
有机质，其中主要有淀粉、糖类、蛋白质、脂类等等，
它们在适宜的条件下因不同酶催化，被多种不同的
微生物分解成小分子有机物，同时对外释放热量。分
解产生的一部分小分子物质以气态(如甲烷、二氧化
碳等)的形式排走。厌氧发酵可以分为三个过程，首
先同体有机物受微生物孢外酶的体外酶解作用，将
复杂的有机物水解发酵成简单的可溶性有机物，如
多糖类水解成单糖，蛋白质转变成氨基酸，脂肪变成
甘油和脂肪酸等，第二步是在产酸菌的作用下，将第
资源与环境
一阶段的产物转变成低级挥发性脂肪酸，如乙酸、丙
酸和丁酸等；第三步是在产甲烷菌作用下，将简单有
机物发酵成为甲烷和二氧化碳等，这类微生物是严格
厌氧的。在工程上一般将上述三个阶段简单分为产酸
和产沼两个部分。在垃圾堆酵池中所进行的反应兼有
以上几种，但是所进行的反应往往是不完全的。
如果从燃料的角度来说，在垃圾堆酵池封闭的
条件下，由于在堆酵过程中含碳气体释放，因而堆酵
过程中垃圾的总碳和总氢是降低的，作为燃料其热
值应当是降低的。但是堆酵过程对燃烧有利的一面
是将垃圾中大分子的有机物质分解成小分子物质，
使得燃烧过程中的氧化作用更易于进行，燃烧反应
可在更短的时间内完成。即虽然堆酵过程使得垃圾
中的碳、氢元素流失从而降低了垃圾的热值，实际垃
圾中的碳、氢元素逸出被锅炉一次风机抽走进入了
炉膛参与燃烧，再综合考虑到垃圾堆酵过程中的水
分迁移，那么实际人炉的垃圾热值不仅不降低，反而
会升高。
在堆酵过程中产生的渗滤液的pH值反映了堆酵
池中的整体酸度环境，可以用以对细菌环境进行估
量。在堆酵过程中pH值随堆酵时间的变化见表2。
表2堆酵沥水的pH值
从表2可以看到，堆酵过程中垃圾的总体环境
呈弱酸性，而且酸度随堆酵时间的增加而增大。一般
来说，大多数微生物的最佳活动范围是pH值在
5．5～8之间。在堆酵过程中，由于垃圾中有机质分解
产生有机酸，pH值将下降呈酸I生。但在后期，随着堆
酵时间的延长和温度的升高，有机酸发生分解并有
氨产生，pH值将逐级上升至碱性。在堆酵试验进行
的时间范围内，反应主要集中在有机质分解产生有
机酸的过程中。
2．3垃圾堆酵反应的实质
在垃圾焚烧厂中，最为关心的是垃圾堆酵过程
对垃圾燃烧特性的影响。
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实际的垃圾堆酵池可以看作是一个假想的开口
系统，流入系统有原始垃圾，流出系统的包括人炉垃
圾、气体和渗沥水，一部分积泥较长时间停留在堆酵
池中不参与流动。在垃圾堆酵过程中，整个系统与外
界保持基本的质量平衡，即
mF，矿m—。m—ma
式中下标，i为原始垃圾，f为人炉垃圾，W为垃圾
渗滤液，g为堆酵池逸出气体，a为堆酵池中的积
泥。
考虑到堆酵过程中堆酵池和外部环境所构成的
系统中存在的元素守恒，在堆酵池中发生的酵解反
应将不会影响到整个系统的元素构成，同样不会对
垃圾的热值变化造成影响，而水分的渗沥和气体逸
出将是垃圾热值变化的主要因素，尤其水分的渗沥
对人炉垃圾热值的变化有着重要影响。水分的流失
使得入炉垃圾的总热量大为提高，气体逸出带走可
燃元素实际是入炉燃烧，这样垃圾热值实际还是大
大提高的。
2．4垃圾堆酵反应对燃烧的影响
在垃圾堆酵过程中包含很多复杂的过程，但是
其中最为主要的是两个过程，包括水分的渗沥和生
物质的发酵，考察堆酵过程对垃圾燃烧特性的影响
应主要从这两个过程入手。
(1)垃圾堆酵过程中水分的渗沥是影响入炉垃
圾热值最直接和最重要的过程。
(2)关于酵解过程，由元素守恒可以知道，垃圾
中生物质的酵解过程不会对垃圾的热值造成影响，
但是发酵过程本身能够释放生物质中的内在水分，
相应提高其作为燃料的热值，其次发酵过程使得一
些大分子的有机类物质分解成小分子物质，使得燃
烧过程更容易进行，因此可以说发酵过程同样对垃
圾的燃料特性带来有利的影响。
3 结论
(1)垃圾在堆放过程中单位时间水分渗沥量随
时间的增大而减少，其中大部分水分在堆放的前48
h析出。
(2)垃圾堆放过程中水分的析出是垃圾的热值
发生变化的主要原因。对于生物质含量越高和水分
含量越大的垃圾，在炉前料池堆放过程的水分迁移
对其发热量的影响越为明显。
(3)对于生物质含量较多和水分含量大的垃
圾，水分的析出一般集中在两个阶段，第一个阶段为
垃圾中的外水分大量析出，第二个阶段垃圾中的易
降解成分发酵，析出一定量的液态物质。
(4)垃圾的堆酵本身包含放热反应，在堆酵过
程中，堆酵层温度随堆酵时间的推移而升高，在实验
中堆酵层温度一般比环境温度高出15。20℃，温度
的升高有利于发酵反应速度的提高。
(5)垃圾入炉前在料池堆放过程中，通过发酵
将一些大分子的有机类物质分解成小分子结构，为
垃圾入炉焚烧提供了有利反应。在这个过程中，垃圾
中的c、H等可燃元素随堆酵产气的逸出进入锅炉
燃烧，渗沥水分的流失，使得垃圾热值在堆酵过程中
通常是升高的。
从堆酵实验结果及公司三年来运行实践经验，
特对垃圾堆酵提出以下观点：
(1)垃圾在炉前堆放48 h，即可令垃圾中的大
部分水分析出。
(2)堆酵过程中可以适当翻动料池内的垃圾，
提供垃圾发酵的好氧条件。
(3)为了充分提高垃圾的热值，垃圾在冬季池内
垃圾堆酵时间应在7天左右方可人炉，夏季在5天
左右即可人炉燃烧。
参考文献：
【l】李清海，张衍国，康建斌．垃圾清洁焚烧发电技术【M】。北京：
中国水利水电出版社，2004．
【2】李晓东，陆胜勇，徐旭．中国部分城市生活垃圾热值的分析
[J1．中国环境科学。2001，21(2)：38．
收稿日期：2009—11-09

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