固體廢棄物的熱解及機理
根據目前固體廢棄物狀況和特點,以及國內焚燒爐之特征，熱解廢棄物處理系統一般分為以下幾部分:
(1) 油壓自動進料,前端可搭配傾倒機、真空收集系統、自走式壓縮子車、輸送帶及抓斗等裝置,以達完全自動化的目的;
(2) 一次燃燒室:采用缺氧熱烈解燃燒,依需要爐床可采用固定式、多層式設計,爐術分三階段即干燥段、燃燒段及燃燼段。并保持微負壓防止煙氣外竄; (3) 二次燃燒室:采用柱塞流無死角設計可充分混合可燃氣體,提高戴奧辛破壞去除效率。煙氣停滯進間可依需求設計為一秒或更久,燃燒溫度可達 1 000 ℃以上,完全符合法規要求;
(4) 出灰系統: 可依需求設計為自動或手動出灰,并可搭配出灰子車或輸送帶收集灰燼。出灰口裝設冷卻灑水裝置,并防止灰燼飛散;
 一種固體廢物熱解流程示意圖 |
(5) 廢熱回收系統:設置廢熱回收鍋爐,以熱水或蒸汽方式回收使用。其中一部分熱源可提供給熱交換器使用,來提升排放煙氣的溫度達到110 ℃以防止白煙產生;
(6) 廢氣處理系統:具除酸、除塵功能且符合法規之排氣標準,并可依需求設計濕式、干式或半干式系統。
其基本機理是:熱解氣化爐內分三個層次,從上往下依次分為干燥段、熱解段、燃燒段、燃燼段。進入熱解氣化爐的垃圾首先在干燥段由熱解段上升的煙氣干燥,其中的水分揮發;在熱解氣化段分解為一氧化碳、氣態烴類等可燃物并形成混合煙氣,混合煙氣被吸入二燃室燃燒;熱解氣化后的殘留物(液態焦油、較純的碳素以及垃圾本身含有的無機灰土和惰性物質等) 沉入燃燒段充分燃燒,溫度高達1 110 ℃～1 300 ℃,其熱量用來提供熱解段和干燥段所需能量。燃燒段產生的殘渣經過燃燼段繼續燃燒后冷卻,由熱解氣化爐底部的一次風冷卻(同時殘渣預熱了一次風) ,經爐排的機械擠壓、破碎后, 由排渣系統排出爐外。
一次風穿過殘渣層給燃燒段提供了充分的助燃氧。空氣在燃燒段消耗掉大量氧氣后上行至熱解段,并形成了熱解氣化反應發生的欠氧或缺氧條件。由此可以看出,固廢在熱解氣化爐內經熱裂解后實現了能量的兩級分配:裂解成分進入二燃室焚燒,裂解后殘留物留在熱解氣化爐內焚燒,固廢的熱分解、氣化、燃燒形成了向下運動方向的動態平衡。在投料和排渣系統連續穩定運行時,爐內各反映段的物理化學過程也持續穩定進行,從而保證了熱解氣化爐的持續正常運轉。
從以上可以看出采用熱解技術處理固體廢物, 不但可以避免感染的危險,也可除去毒物,保護環境, 加上能源的回收,可謂是一舉數得,其將取代傳統焚化而變成處理固體廢物特別是有害廢棄物的主流。
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