垃圾焚烧炉
焚烧炉是常用于医疗及生活废品、动物无害化处理方面的一种无害化处理设备。其原理是利用煤、燃油、燃气等燃料的燃烧，将要处理的物体进行高温的焚毁碳化，以达到消毒的目的。
用途焚烧生活垃圾的设备
1简介
垃圾焚烧炉，是焚烧生活垃圾的设备，生活垃圾在炉膛内燃烧，变为废气进入二次燃烧室，在燃烧器的强制燃烧下燃烧完全，进入喷淋式除尘器，除尘后经烟囱排入大气。
设备组成
垃圾焚烧炉由垃圾前处理系统，焚烧系统，烟雾生化除尘系统及煤气发生炉（辅助点火焚烧）四大系统组成，集自动送料、分筛、烘干、焚烧、清灰、除尘、自动化控制于一体。
应用范围：生活垃圾、医疗垃圾、一般工业垃圾，一般工业垃圾采用高温燃烧，二次加氧，自动卸渣的高新技术措施，达到排污的监控要求。
设备分类
按照焚烧方式分为：机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO焚烧炉、脉冲抛式炉排焚烧炉等。
1、主要系统介绍
整套处理系统由下列几部分组成：助燃系统、焚烧系统、集尘器系统，电控系统。
2、进料方式
由于本焚烧炉属于特制，采用人工投料的方式。手动将动物尸体放入焚烧炉内。安全起见，投料应在火势微弱的时候进行。进料口设操作平台，方便投送物料操作及维修。
3、助燃系统
助燃系统主要设备为燃气燃烧器
助燃系统的作用是点火开炉和辅助物料焚化(当物料热值较低时，不能维持自身的燃烧时)，天燃气燃料和空气在燃烧器燃烧头内混合燃烧并可以通过调节燃烧空气和燃烧头获得最佳的燃烧参数，燃烬气体在燃烧头内再循环，可以使污染物，尤其是氮氧化物排放降到最低。具有全自动管理燃烧程序、火焰检测、自动判断与提示故障等功能。燃烧器能在程控器的控制下，进行自动点火。燃烧器具有自动点火、灭火保护、故障报警等功能和火焰强度大，燃烧稳定，安全性好，功率调整大等特点。燃烧器可以手动调节空气流量从而改变火焰大小；内置调压阀，保证出口气压稳定；同时也可通过调整供气压力来调节燃气量的大小。
4、焚烧系统
（1）炉本体
炉本体是由耐火材料、保温材料、绝热材料砌筑在炉排上部的腔体，外包钢板以防烟气泄漏并使炉本体表面温度小于50℃。在炉本体侧面设有检修门，辅助点火燃烧器也在侧面。炉本体设有操作台。
在炉膛内烟气从下向上冲刷物料，将物料中的水分烘干，使物料及时着火．而且前后拱耐火材料蓄热又辐射物料，从而保证了物料燃烧温度。延长了烟气的停留时间，使物料及飞灰中的有机物燃烧完全，提高了有害物质的销毁率。
炉本体以高温耐火材料做衬，中间是隔热材料，外层是保温材料，可减少炉本体的热损失，提高焚烧效率；外表用钢板作保护层，防止漏风；采用的耐火材料是我司与建筑材料科学研究院共同开发的一种耐酸性烟气腐蚀、耐高温、高强度的耐火材料。
（2）影响焚烧炉性能的因素
作为一个焚烧系统，最主要的指标是焚烧装置有害物的销毁率，影响销毁率的主要有以下几个因素：焚烧温度、滞留时间，扰动和空气过量系数。
1焚烧温度
焚烧温度是指废物中的有害成份在高温下氧化、分解、直至破坏达到的温度。一般来说提高焚烧温度有利于废物有害物质的破坏并可抑制黑烟的产生，但温度过高不仅加大燃料耗量，还增加了烟气中氮氧化物的含量。因此，在保证销毁率的前提下采用适当的温度较为合理。
废物中的有害微生物在70～100℃左右大部分不能生存，处理一般短链有机物的焚烧温度在700～800℃，所以在本方案中炉体温度能够满足此类废物的焚烧温度。
2滞留时间
滞留时间是指废物中有害成份在焚烧条件下发生氧化、分解，最后完成无害化物质所需的时间，停留时间的长短直接影响焚烧的销毁率，也决定炉膛的具体尺寸。影响滞留时间的因素很多，如焚烧温度、空气过剩系数和空气在炉内同废物的混合程度等。为保证废物及燃烧产物全部分解，废物在焚烧炉内600℃左右停留约1小时左右。
3扰动
为使废物及燃烧产物全部分解，必须加强空气与废物、空气与烟气的充分接触混合，扩大接触面积，使有害物在高温下短时间内氧化分解．焚烧炉有独特的供风系统，且有足够的风压以加强系统与废物和烟气的混合程度。
4过剩空气系数
物料燃烧所需空气量是由理论空气量和过剩空气量两部分组成。两者的总和决定了焚烧过程中的氧气浓度，而过剩空气量决定了最后烟气中的含氧量。炉膛中的氧气浓度、物料及烟气同氧的混合程度严重影响着物料的燃烧速度和烧净率．过量空气量过大可提高燃烧速度和烧净率，但会增大辅助燃料量、鼓风量、引风量以及尾气处理规模，是不经济的．反之，过量空气量太小，则燃烧不完全，甚至产生黑烟，有害物质分解不彻底．一般空气过剩量取理论空气值的30～50% 。
5、尾气处理系统
集尘器系统
本方案都采用离心式除尘器――旋风除尘器，对焚烧后的烟气进行除尘。集尘系统分别由三部份组成：集尘圆筒、倒锥和排气风管组成。集尘系统的作用是将焚烧物料产生的烟气中含有的颗粒粉尘收集在一起，便于集中清理，同时，可减少对大气的污染，起到净化环境的作用。
集尘系统工作原理： 焚烧物料产生的烟气中含有的颗粒粉尘在引风机强大的吸力作用下到达旋风除尘器（俗称集尘桶）。旋风除尘器是利用离心降落原理从气流中分离出颗粒粉尘的设备。旋风除尘器上半部份为圆锥形，当含尘气体从圆筒上侧的进气管的切线方向进入时，获得旋转逆动，分离出粉尘后从圆筒顶的排气管排出，粉尘颗粒自锥形底落入集尘圆筒中。
6、电控系统
配电柜包括：全套设备的供电主电源、单台设备的分供电控开关；全套设备和单台设备的起停控制以及保护回路、报警等；操作面板等．采用集中控制，其中有些设备为了操作观察的方便设置在现场控制。
实现了所有设备的手动操作的功能和控制柜面板操作，实现了对整个系统监视、报警等功能，提高了系统控制的可靠性。
最重要的功能，保证了对不同的物料，在不同的燃烧过程中的优化控制，从而保证了物料的充分燃烧和排除烟气的质量。对于燃烧机的优化控制还降低了燃烧机的用油量，使运行成本大幅降低。
操作步骤
1、注入燃料，接通电源，启动助燃开关，炉内温度达到自燃温度，将病害畜禽肉尸及其产品投入炉内，关闭助燃开关，启动自燃开关，病害肉体保持自燃状态不能剖割的病害畜禽尸体整体投入焚烧炉中，启动自燃开关，尸体自燃至完全碳化为止。
2、整尸焚毁：不能剖割的病害畜禽尸体整体投入焚烧炉中，启动自燃开关，尸体自燃至完全碳化为止。
3、肉尸分割焚毁：允许分割的病害肉品分割后投入焚烧炉中，启动自燃开关，肉块自燃至完全碳化为止。
4、脏器焚毁：病害畜禽脏器整体投入焚烧炉中，启动助燃开关，使脏器在助燃状态下燃烧至完全碳化为止。
5、焚烧后的碳化物需要选择地点（远离水源地和居民区）进行掩埋，彻底杜绝病菌的传播。
焚烧炉的使用需要考虑环保的要求：
尾气排放需要达到无黑烟、无异味、无大颗粒粉尘等有关环保标准。
3机械炉排
工作原理
垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用），直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出
特点
炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。炉排炉造价及维护费用高，使其在中国的推广应用困难重重。
4流化床
工作原理
炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
特点
流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。
5回转式
工作原理
回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。
特点
设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。
6CAO
工作原理
垃圾运至储存坑，进入生化处理罐，在微生物作用下脱水，使天然有机物（厨余、叶、草等）分解成粉状物，其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选，未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室（温度为600℃），产生的可燃气体再进入第二燃烧室，不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860℃进行燃烧，高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气，金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化，可在灰渣中分选回收。
特点
可回收垃圾中的有用物质；但单台焚烧炉的处理量小，处理时间长，目前单台炉的日处理量最大达到150吨，由于烟气在850℃以上停留时间难于超过1秒钟短，烟气中二恶英的含量高，环保难以达标。
7脉冲抛式
工作原理
垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥，然后送入第一级炉排，在炉排上经高温挥发、裂解，炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动，将垃圾逐级抛入下一级炉排，此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去，直至最后燃尽后进入灰渣坑，由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧，同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室，进行进一步的裂解和燃烧，未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧；高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽，同时烟气经冷却后排出。
优点
（1）处理垃圾范围广泛 能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。
（2）燃烧热效率高 正常燃烧热效率80%以上，即使水份很大的生活垃圾，燃烧热效率也在70%以上。
（3）运行维护费用低 由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平，因此运行人员少（包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人），维护工作量也较少。
（4）可靠性高 经过近20年运行表明，此焚烧炉故障率非常低，年运行8000小时以上，一般利用率可达95%以上。
（5）排放物控制水平高 由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备，使烟气得到了充分的处理。经长期测试，烟气排放物中CO含量1—10 PPM，HC含量2—3 PPM，NOx含量35 PPM，完全符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃，并且停留时间达2秒以上，可使二恶英基本分解，烟气中二恶英的含量为0.04 ng/m3，远低于欧美标准0.1 ng/m3。
（6）炉排在压缩空气的吹扫下，有自清洁功能。
8市场前景
随着生产的飞速发展和经济的迅速崛起，我国已经步入城市生活垃圾高产国的行列。据统计，1990年中国城市垃圾的总产量为6900万t，其中上海全市垃圾产量为270万t（每天约7500 t），居全国首位。1995年全国城市垃圾的总产量已达1亿t.根据对418个大、中城市的调查统计，我国城市的垃圾产量以每年10%的速度递增，预计到2010年垃圾年产量将达约2亿t.至2014年，全国垃圾的历年堆存量已达60多亿t，侵占土地面积多达5亿m2（合75万亩）。全国600多座城市中，有200多座已为垃圾山所包围。上海市区1260 km2范围内有50 m2 以上的垃圾堆近2000个，占地面积约7900亩。垃圾的长期露天堆放对大气环境、地下水和土壤等已经造成了明显的威胁和危害。因此，大力发展我国城市垃圾焚烧技术的研究和设备的开发应用势在必行。

城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾两大部分，其中可燃部分包括废弃纸张、破布、竹木、皮革、塑料和动植物残余物等。而不可燃部分为各类废弃金属、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我国城市消费水平较低，垃圾不可燃成分比例较高，热值远低于发达国家。

但是我国城市生活水平正在不断提高，城市垃圾正向着含水率降低、可燃成分逐渐增加的趋势发展，中等以上城市的垃圾热值一般在2512～4605 kJ/kg，个别地区已达3349～6280 kJ/kg，已达到或接近垃圾焚烧的要求（热值不小于3350 kJ/kg）。

应该引起注意的是，我国城市垃圾中不可燃成分比例大，垃圾热值低、水分含量高，而且垃圾的成分因地域、季节、城市消费水平以及年份的不同而变化，因此要求垃圾焚烧设备对于垃圾成分的变化（特别是水分和热值的变化）具有很强的适应应性，可以根据垃圾成分的波动对燃烧过程进行及时、有效的调整，以保证垃圾的及时引燃和稳定燃烧。自1985年深圳市从日本引进马丁式垃圾焚烧炉以来，我国珠海、广州等城市也相继采用了国外垃圾层燃焚烧系统，上海浦东新区生活垃圾焚烧厂也将引进法国公司提供的倾斜往复炉排焚烧炉。应该通过引进国外先进设备，积累运行经验，逐步消化国外先进技术，再结合我国的实际情况，开发和研制适合我国国情的垃圾焚烧设备。

分析各种城市垃圾焚烧设备的特点可知，结合我国国情来发展倾斜往复推饲炉排焚烧炉是合理可行的。在设计中，除了要考虑受热面传热效率外，还应考虑受热面和炉墙的腐蚀和磨损、烟气净化以及自动控制等问题。在炉拱和炉膛设计和燃烧空气布置、分配方面，应该充分考虑到我国城市垃圾热值低、水分含量高的特点。考虑到我国的实际情况，在研制大型垃圾锅炉、建设大规模垃圾焚烧厂的同时，应该鼓励开发中、小型垃圾焚烧设备。