• 發布日期：2022-02-22

城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣火炬利用工藝--十堰元晟

城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣火炬利用工藝--十堰元晟

隨著城市的不斷發展，城市規模有了明顯的擴大，人口數量也在顯著增加，相應的，城市產生的生活垃圾數量也在持續性增加。就目前的分析來看，城市生活垃圾的主要處理方式為焚燒，而焚燒的熱能可以轉換為電能，所以在當前的實踐中，城市生活垃圾作為垃圾焚燒發電廠的重要燃燒原料得到了有效的利用。在生活垃圾焚燒發電廠滲濾液處理站會產生一定量的沼氣，該部分沼氣可以綜合利用，不過沼氣的具體利用效果和工藝水平有顯著的關系，也就是說工藝水平決定著該部分沼氣設計利用效率。為了實現沼氣的有效使用，文章就城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣火炬利用工藝做分析研究，旨在為實踐提供指導和幫助。

國的經濟發展做具體的分析可知，當前我國經濟發展的整體質量不高，存在著高消耗、低產值問題，所以為了改變這一現狀，我國提出了綠色經濟和可持續經濟發展理念。在綠色經濟和可持續經濟的發展理念影響下，我國目前的各個行業發展均在進行節能降耗，目的是要實現資源利用率的有效提升。城市生活垃圾數量巨大，對其做有效的利用不僅實現了垃圾處理，更能變廢為寶，獲得經濟效益，所以當前環境下對城市垃圾的處理研究在不斷的深化。焚燒是城市生活垃圾處理的有效方式之一，生活垃圾焚燒發電廠更是建立在垃圾利用基礎上的能量生產基地。就目前的研究分析來看，生活垃圾焚燒發電廠沼氣主要來自于發電廠內滲瀝液處理系統，對該系統的具體運行以及沼氣火炬的利用工藝做分析，對于實踐有重要的價值。

一、沼氣處理方案

從目前的沼氣火炬處理分析來看，在實踐中具有可操作性的方案主要有四個。這四個方案的具體運行存在著明顯的差異，所以需要對方案進行明確的分析，以下是基于四個方案的介紹。

1、 設置沼氣燃燒器，回焚燒爐焚燒方案

此方案在實踐中有比較廣泛的應用。對此方案做具體的分析，其主要的原理是通過沼氣燃燒器將滲瀝液處理過程中產生的沼氣送入焚燒爐進行焚燒。在該方案的具體利用中，整套垃圾焚燒系統的熱量會有明顯的增加，資源的回收利用效果會顯著的提升。需要注意的是，沼氣燃燒器的位置需要做科學布置，一般需要將其設置在垃圾焚燒爐爐膛出口處輔助燃燒器的位置附近。

對該方案的具體利用進行分析發現沼氣噴入到燃燒爐內進行燃燒后會明顯的增加鍋爐的熱量，如此同時，汽輪發電機組的發電量也會有顯著的增加。如果將發電廠的熱效率按照21.5%進行計算，那么依據沼氣低位熱值，燃燒會增加400kWh/h的發電量。結合區域電價做具體的計算，此種方案利用能夠為企業創造一定的經濟效益。

2、設置沼氣回噴入爐燃燒裝置，但無點火設備

對此方案做具體的分析可知在整個流程中，回噴槍會進行沼氣的供應，供應的方向為有垃圾火焰的部分，這樣沼氣可以實現二次燃燒，而二次燃燒可以很好的消耗空氣的供給。在氧氣濃度升高的情況下，即使有未燃盡的垃圾，其也可以再次發生充分的燃燒，這樣，垃圾的利用率會明顯的提升。就此方案的設備布置來看，沼氣回噴槍需要設置在爐排燃燒段側壁，而且其位置要比垃圾層高。從具體的方案執行來看，回噴槍所處的位置溫度比較的高，所以其選材需要注意，要讓回噴槍具有耐高溫性。在此方案的具體利用中，沼氣火炬燃燒所需要的空氣是燃燒垃圾所需要的燃燒空氣的一部分。

具體分析此方案的利用，其在使用的過程中需要注意以下問題：

（1）在使用時低壓向爐內進行沼氣的供應，在不使用的時候，其冷卻主要由冷卻空氣來完成，這樣可以有效的避免沼氣長管的熱燒傷。

（2）沼氣火炬在通過長管后，有時會因為其中存在的硫化氫發生結露，最終導致腐蝕現象，所以為了對此現象進行規避，在停止供應沼氣的時候需要通過空氣壓縮管將管道當中的沼氣進行清理。

（3）在該方案利用的時候還需要另外設置一套火炬沼氣燃燒處理裝置，這樣，當焚燒爐在停爐后，利用管道可以將沼氣輸送到火炬高空處做燃燒處置。

3、將沼氣排放至垃圾坑，經風機抽回到焚燒爐焚燒方案

就該方案的實施來看，需要在滲瀝液處理系統做通風裝置的設置，這樣滲瀝液處理過程中產生的沼氣等有害氣體可以排放到垃圾坑當中，將垃圾坑保持負壓的狀態，風機可以對垃圾坑內的沼氣等進行抽取，抽取的沼氣在經過爐排下部后被輸送至焚燒爐實現燃燒。從理論角度來看，沼氣在送入焚燒爐之后，其經過焚燒會對自身的熱量進行釋放，整個燃燒的熱效率會更高。其發電量會有顯著性的增加。

對該方案的實施做進一步的探討發現垃圾坑內的垃圾自身也會有沼氣火炬的產生，所以甲烷會與氧氣發生完全反應。對反應做具體的分析可知，當甲烷在空氣中的體積分數達到9.5%的時候會發生非常強烈的爆炸。生活垃圾的有機物含量比較的高，對其做集中的堆放非常容易形成厭氧環境，這會使沼氣不斷積累，如果積累濃度到達臨界點，或者是遇到了明火，爆炸非常容易發生，所以就此種方案的執行來看，安全方面存在著隱患。

4、 配套沼氣發電燃氣內燃機發電機組方案

在沼氣產量比較小的場所，燃氣內燃機有較為突出的利用價值。從具體分析來看，燃氣內燃機以沼氣為基本燃料，所以沼氣可以帶動內燃機和發電機組進行發電。就目前該方案的執行來看，其綜合效率也比較的顯著，所以此種方案正在不斷的推廣和利用。

二、沼氣火炬利用方案對比

上文進行了四種方案的具體分析，為了更好的研究方案的優勢以及利用條件，對具體沼氣利用方案進行對比分析顯得尤為重要，所以文章就實踐利用資料做分析，并對各個方案的特點、相關工程建設以及方案運行維護等進行分析，旨在明確各個方案的利用價值。

首先是就方案特點來看，第一種方案的利用能夠有效的對沼氣的熱量進行回收，進而提升整廠的收益，而且燃燒器的具體利用具有穩定性和可靠性；第二種方案同樣可以實現沼氣熱量的回收，從而增加整廠的收益，但是焚燒爐的燃燒工況存在著明顯的不穩定情況，這種不穩定會造成焚燒點火不及時風險；第三種方案同樣具備回收沼氣熱量，增加整廠收益的特點，不過在甲烷濃度比較高的時候，容易發生爆炸的風險；第四種方案各方面的表現更加突出，運行的穩定性和可靠性也能得到保障。

其次是就建設工程來看，第一種方案在具體實施的過程中需要增設露天儲氣罐、離心式送風機、沼氣燃燒器以及其他的控制系統。就目前的市場價格估算，工程初次建設的投入約在230萬左右；第二種方案的實施需要增設1臺露天儲氣罐以及沼氣回噴裝置，以市場價計算，初次投入約為120萬元左右；第三種方案的實施需要增設露天儲氣罐、離心式送風機、風管、百葉風口以及氣動閥等，預計總費用在10萬左右；第四種方案需要增加干式變壓器、低壓開關柜、控制屏等，而且具體設備的使用需要較大的場地，總投入約在300萬左右。就具體的工程建設來看，第三種方案最為經濟。

最后是方案的運行維護。第一種方案在運行的過程中為了保持穩定，需要進行設備的運行維護和檢修，每年投入的運行檢修費用約為150萬左右；第二種方案在具體運行中的年維修費用約為45萬左右；第三種方案不做運行維護；第四種方案因為設備比較多，具體的維修養護內容也比較多，每年的養護費用投入在2000萬元以上。綜合對比可知，第三種方案的實施不用做維護，可以為企業生產節約大量的成本。

綜合上述的具體分析可知，四種方案均有利用價值和優勢，但是第三種方案的實施明顯要優于其他三種方案，不過在具體方案利用的時候需要對爆炸問題有效的規避。

三、結論分析

基于上述的具體方案分析可知，城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣火炬利用工藝的具體執行方案有多種，但是在實踐中，各種方案的執行表現存在著明顯的不一致。從上述的四種工藝方案分析來看，其均能夠實現沼氣的有效利用，但是在當前的社會實踐中，城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣利用工藝的實施不僅僅是要實現沼氣的有效利用，更要保證沼氣利用的高效性和經濟性，而第三種方案滿足具體的要求，所以在實踐中可以推行第三種方案，但是第三種方案存在著爆炸隱患，如果在爆炸威脅沒有得到很好的解決之前進行利用，很可能造成比較嚴重的生產安全事故。

再比如第二種方案和第一種方案，相比較而言，第二種方案的經濟效益更明顯，但是其運行的穩定性明顯的不如第一種方案，所以在實踐中需要對具體的工藝利用條件等做全面性的分析。如果各方面的條件比較突出，運行穩定性問題可以得到解決，那么第二種方案可以推廣，否則就需要利用第一種方案來保證系統運行的穩定性。再者像第四種方案，雖然整體利用效果顯著，但是成本投入較高，這于生產經濟性來講非常的不利。

總之，就方案的具體分析來看，任何方案都有突出的優勢，同時也有顯著的不足，比如安全性差，運行穩定性不強以及成本投入高等，基于這樣的問題，在具體的工藝利用中，要基于具體的工藝條件做工藝實施方案選擇，這樣，方案與現實情況的結合性會更加突出，工藝方案的優勢價值也會得到進一步的展現。

結束語：

綜上所述，城市生活垃圾焚燒發電廠沼氣火炬利用工藝對于沼氣的具體利用實效有重要的影響，對于城市垃圾的具體處理也有顯著的意義，所以分析研究沼氣利用工藝有重要的現實價值。文章對四種工藝利用方案進行了分析，總結了各方案的特點以及不足，目的在于更加清楚的認知工藝利用方案，從而為具體的工藝選擇與利用提供參考，這樣，工藝方案的利用價值會明顯的提升。