垃圾焚燒爐過熱器高溫腐蝕與防護(hù)的研究概況
2013-09-30 10:10:34
作者:左軍 陳恩鑒等來源:=$docheckrep[1]?ReplaceBefrom($ecms_gr[befrom]):$ecms_gr[befrom]?>
全世界每年排放的固體廢物約為80~100億t,隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的增長,這一數(shù)字還在逐年遞增。我國1995年工業(yè)固體廢物的產(chǎn)量為6.45億t,歷年累計堆存量66.41億t,處置量僅為1.42億t,而因堆積侵占的土地達(dá)5.54億–。由于固體廢物對環(huán)境造成了惡劣的影響,固體廢物的處置已成為全球性的環(huán)境保護(hù)重要研究內(nèi)容。處置垃圾的技術(shù)主要有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒等。焚燒法由于處理量大、減容量大、熱能可回收的特點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。
目前美國在固體垃圾處理上焚燒所占比例已達(dá)16%~20%,西歐為35%~55%,日本高達(dá)65%~80%.我國由于受到經(jīng)濟(jì)水平的限制,垃圾焚燒率很低,但前景還是樂觀的,目前全國不少大中城市正在規(guī)劃籌建垃圾發(fā)電廠。
在垃圾焚燒熱能資源回收中,提高焚燒設(shè)備發(fā)電效率是一個重要課題。垃圾所含的鹽分、塑料成分較高,與其它燃料相比,其燃燒氣體產(chǎn)物中含有大量的氯化氫等腐蝕性氣體和灰分,當(dāng)垃圾焚燒鍋爐的蒸汽溫度超過300℃時,采用碳鋼材料的過熱器管就會被高溫氯和氯化物迅速腐蝕,因此通常其蒸汽溫度不超過300℃,在如此低的蒸汽參數(shù)下發(fā)電,其發(fā)電效率最高約為12%.如果蒸汽溫度能提高到400℃,發(fā)電效率可以達(dá)到21%,則更有利于垃圾焚燒爐發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用。日本在1993年已有122處利用垃圾焚燒余熱發(fā)電,垃圾焚燒能力為6萬t/d,設(shè)備發(fā)電量為39萬kW.日本產(chǎn)生的垃圾含鹽分較高,有氯乙烯等混入,燃燒時燃燒氣體中含氯化氫的濃度相當(dāng)高,焚燒爐也只能產(chǎn)生低參數(shù)的蒸汽,因此日本焚燒爐的發(fā)電效率是較低的。通商產(chǎn)業(yè)省已委托NEDO(新能源、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu))制訂“高效率廢棄物發(fā)電技術(shù)開發(fā)方案”,在這個計劃中,三菱重工進(jìn)行耐腐蝕的過熱器管材的開發(fā),爐型和燃燒技術(shù)的改進(jìn),改善腐蝕環(huán)境的要素研究及總系統(tǒng)的研究,以研制出可穩(wěn)定生成10MPa/500℃的蒸汽的焚燒系統(tǒng),將其發(fā)電效率提高2倍、發(fā)電量提高10倍為奮斗目標(biāo)。德國的垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備,蒸汽出口溫度可達(dá)350~450℃,美國可達(dá)400~450℃,一方面是因?yàn)闅W美等國垃圾含氯低,另一方面其焚燒爐過熱器采用了昂貴的耐高溫耐腐蝕的合金鋼材料。
我國的垃圾焚燒爐處于起步階段,對焚燒爐內(nèi)高低溫?fù)Q熱面的腐蝕目前缺乏全面系統(tǒng)的研究,經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上的限制要求我們應(yīng)根據(jù)我國具體國情發(fā)展適合國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的垃圾焚燒技術(shù)。其中研究高溫耐酸腐蝕的過熱器材料和防腐技術(shù)從而提高蒸汽參數(shù),是實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電的一種積極而有效的途徑,也是保證垃圾焚燒爐安全可靠運(yùn)行的方法。
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