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中小容量垃圾热解气化焚烧系统介绍 

一、生活垃圾焚烧处理的意义及国家相关政策

近年来， 我国的城镇化进程逐年加快，城镇数量大幅度增加， 城 镇规模不断扩大，城镇人口迅速增长， 同时城镇生活垃圾也日益增多， 生活垃圾已成为一个污染环境、影响人们生活和经济发展的严重问题。 如何经济、有效地进行垃圾处理,成为生态文明建设中最为重要的问 题之一。

解决好生活垃圾处置问题，既是提升生态环境质量的必然要求， 也是破解城市治理难题的民生需要。我国各地城市生活垃圾主要采取 卫生填埋、焚烧和堆肥三种处理方法。垃圾焚烧方法与其他方法比较, 能更好地实现垃圾处理无害化、减量化和资源化的目标，对改善城乡 环境卫生状况具有重要作用，是推进生态文明建设的重要支撑。

国家十四五规划中明确提出， 要加快垃圾焚烧实施建设，城市生 活垃圾日清运量超过 300 吨地区实现原生垃圾零填埋，开展小型生活 垃圾焚烧设施建设试点； 2020 年 5 月国家发改委印发的《关于加快 县城城镇化补短板强弱项工作的通知》和 2020 年 7 月国家发改委、 住建部、生态环境部三部门印发的《城镇生活垃圾分类和处理设施补 短板强弱项实施方案》均明确提出要加快建设生活垃圾焚烧设终端处 理设施， 逐步实现原生垃圾零填埋；2021 年 5 月国家发展改革委、住 房和城乡建设部组织编制了《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设 施发展规划》，同时印发了《污染治理和节能减碳中央预算内投资专 项管理办法》，对城镇生活垃圾和医疗垃圾的处置方法及资金支持标

准作了明确规定；  2022 年 6 月住房和城乡建设部、国家开发银行印 发了《关于推进开发性金融支持县域生活垃圾污水处理设施建设》的 通知， 提出要重点支持县域生活垃圾处理设施建设和运营。通过对这 些政策的学习、理解， 可以看出国家对城镇垃圾处理高度重视， 并基 本确定生活垃圾处理方式应以焚烧处理为主。

2022 年 11 月， 国务院同意，国家发展改革委、住房和城乡建设 部、生态环境部、财政部、人民银行等部门印发《关于加强县级地区 生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见》(发改环资〔2022〕1746 号)， 部署加强县级地区(含县级市) 生活垃圾焚烧处理设施建设， 补齐短 板弱项，改善生态环境质量，提升人民生活品质。《指导意见》提出， 到 2025 年，全国县级地区基本形成与经济社会发展相适应的生活垃 圾分类和处理体系，京津冀及周边、长三角、粤港澳大湾区、国家生 态文明试验区具备条件的县级地区基本实现生活垃圾焚烧处理能力 全覆盖。长江经济带、黄河流域、生活垃圾分类重点城市、  “无废城 市”建设地区以及其他地区具备条件的县级地区，应建尽建生活垃圾 焚烧处理设施。不具备建设焚烧处理设施条件的县级地区， 通过填埋 等手段实现生活垃圾无害化处理。到 2030 年，全国县级地区生活垃 圾分类和处理设施供给能力和水平进一步提升，小型生活垃圾焚烧处 理设施技术、商业模式进一步成熟，除少数不具备条件的特殊区域外， 全国县级地区生活垃圾焚烧处理能力基本满足处理需求。该《指导意 见》进一步明确了全国县级地区生活垃圾要以焚烧处理为主， 并制定 了主要目标及重点任务。

为保证《关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意 见》(发改环资〔2022〕1746 号) 的顺利实施， 2022 年 12 月， 国家 发展改革委、住房和城乡建设部印发了《关于加快补齐县级地区生活 垃圾焚烧处理设施短板弱项的实施方案的通知》(发改环资〔2022〕 1863 号)，对加快提升县级地区生活垃圾焚烧处理能力提出具体要求 和实施办法。

二、生活垃圾焚烧处理状况

山西省地级市均已全部建设垃圾焚烧发电厂；  为 11 个，其中汾阳、介休、永济、河津、怀仁、高平六个市已建成 或正在建设垃圾焚烧项目；山西省内已建成或正在建设垃圾焚烧项目 日处理量均在 500t 以上。 原平计划与忻州共用、孝义计划与汾阳共 用， 不再单独建设，剩余古交、侯马、霍州未开始建设；山西省县的 数量为 81 个， 大部分县人口在 10 万~40 万之间、县城日清运垃圾 量在 100 ~ 300t 之间， 部分县距离已有垃圾焚烧厂较近， 就近送入 焚烧处理， 其余部分基本上采用填埋方式处理， 未大规模开始垃圾焚 烧建设。

同山西省类似， 全国各地日清运垃圾量 500t/d 以上的地级市基 本上实现了焚烧处理；一些经济发达、人口较多、日清运垃圾量 300t/d 以上的县和县级市也实现了焚烧处理。至 2022 年 5 月，全国县和县 级市数量分别为 1472、394 个，二者共计 1866 个，其中人口不足 50 万的有 1031 个， 占比约为 55%。中、西部和东北地区的县和县级市与 山西类似，采用焚烧方式处理生活垃圾的较少。

在日清运垃圾量 300t 以下的城镇焚烧处理方式不能广泛使用的   一个重要原因是没有适宜小规模垃圾焚烧的成熟可靠设备。《关于加   强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见》 中提出：积极开   展小型焚烧试点，推动技术研发攻关针对小型生活垃圾焚烧装备存在   的烟气处理不达标、运行不稳定等技术瓶颈， 形成亟需研发攻关的小   型焚烧技术装备清单，组织国内骨干企业和科研院所通过“揭榜挂帅” 等方式开展研发攻关， 重点突破适用于不同区域、不同类型垃圾焚烧   需求的 100 吨级、 200 吨级小型垃圾焚烧装备，降低建设运维成本。

三、 太原LETOU国际米兰集团有限公司

太原LETOU国际米兰集团有限公司是国家 A 级LETOU国际米兰制造单位，公司资产总值 25 亿，现有职工 2000 余人， 其中专业技术人员 1000 余人，是LETOU国际米兰 压力容器行业中最大的制造企业之一。近年来， 根据市场需求和国家 产业政策的调整， 集团公司与清华大学先后研究、开发并投产了生物 质循环流化床LETOU国际米兰、垃圾焚烧LETOU国际米兰、石油开采污水回用注汽LETOU国际米兰等多 种新型产品。

针对中国县级城市生活垃圾热值较低且波动较大，含水量较   高，一般日产垃圾量在300吨以下的特点，太原LETOU国际米兰集团有限公司、 清华大学及深圳市瀚洋投资集团公司共同开发研制出一种中小容量 垃圾热解气化焚烧锅炉，该垃圾热解气化焚烧LETOU国际米兰为一系列产品， 单台设备额定处理量分别为50t/d、100t/d、125t/d、150t/d，各地 可按照日清运垃圾量选用一到二台即可实现一般县级城市的垃圾焚 烧处理； 同时， 可利用生活垃圾焚烧烟气或产生的蒸汽对市政污泥

进行烘干，再将烘干脱水后的污泥送进垃圾焚烧炉中进行焚烧， 不 仅对市政污泥进行了无害化处理， 而且对市政污泥的热值进行了充 分利用， 实现了生活垃圾与市政污泥的无害化、减量化、资源化的 协同处置。

2015 年洪洞县建设投产的 100t/d 生活垃圾焚烧处理项目采用这 种垃圾热解气化焚烧LETOU国际米兰已运行七年，基本上可焚烧处理洪洞县城收 运的生活垃圾； 为满足洪洞县乡镇垃圾焚烧处理需求，2022 年 8 月 订购 4 台 150t/d 生活垃圾热解气化焚烧炉，预计 2023 年底可投入运 行。

立式旋转热解气化焚烧系列产品适应性强，也适宜医疗垃圾焚烧 处置， 从 2003 年开始，太原市医疗垃圾焚烧处置开始使用该技术已 近 20 年，基本上能够满足太原市医疗垃圾处理需求。

立式旋转热解气化焚烧系列产品还可以用于水泥窑协同处置垃 圾， 垃圾进入热解气化焚烧炉处理后，产生的炉渣通过灰斗落入下方 的水封槽里由出渣机从水中排出，产生的高温热烟气通过烟道导入水 泥窑分解炉，烟气中的可燃成份在足量的二次风助燃下使其在水泥窑 分解炉内完全燃烬，燃烬后的高温热烟气为水泥窑提供热量后再经烟 气净化合格后排入大气中。该技术已在金隅集团北京太行前景水泥有 限公司、 赞皇金隅水泥有限公司得到成功应用。

四、 垃圾热解气化焚烧系统

1 垃圾热解气化焚烧LETOU国际米兰设计介绍

如附图 1 所示， 垃圾焚烧LETOU国际米兰由立式旋转热解气化焚烧炉(一燃

室)、二次燃烧室及余热LETOU国际米兰组成。

垃圾从立式旋转热解气化焚烧炉垂直加料仓上方的漏斗投入， 并 通过设在炉盖上的双辊连续下料机将料仓内的垃圾按照设定的处理 量连续均匀不间断地加入炉内。随着加料时炉体的转动，加入炉内的 垃圾会沿着炉膛半径面撒在炉膛圆截面上的任何一处表面上。回转炉 体自上而下分为炉膛、干燥层、热解层、氧化燃烧层、热渣层、冷渣 层、凸型炉篦、下部风室。进入炉内的垃圾由上而下缓慢移动， 而鼓 风机将一次风送入最底部的风室，再由下而上进入氧化燃烧层提供助 燃产生高温烟气后继续上升到炉膛，这样与由上而下的垃圾形成对流。 刚入炉的垃圾在其自上而下的移动中，首先受自下而上的高温热气流 的作用而迅速升温进行干燥并蒸发掉水分， 随着温度的进一步升高到 600℃以上时大量的有机物开始分解气化成 CO、H2、CmHn 等可燃气随 上升的高温烟气进入二次燃烧室燃烧。

随着干燥热解的进行， 垃圾的温度进一步升高， 有机质热分解后 剩余的残炭进入氧化燃烧层在一次风的作用下剧烈燃烧并放出大量 的热，这些热量又供给刚入炉的垃圾在干燥升温及热分解过程所需的 热量。

经过氧化燃烧后剩余的高温残渣灰继续下移中被由下而上的空 气冷却， 所带的热量被空气吸收并使空气预热， 冷却后的残渣在塔形 炉篦的作用下被挤压破碎成 150mm 以下的块状物排入风室下方的锥 形灰斗内，继而通过灰斗落入下方的水封槽里的链刮板出渣机上由出 渣机从水中排出。

从一燃室排出的烟气有大量未燃烧的热解气体，进入余热LETOU国际米兰的 水平进口烟道(二次燃烧室)，在水平进口烟道(二次燃烧室)的入 口处布置有二次风管， 由此加入充足的二次风， 使热烟气中的可燃成 份完全燃烧，燃烬后的热烟气经由膜式水冷壁构成的前、后冷却室， 进入由膜式壁包墙构成的竖井烟道，自上而下横向冲刷布置于其中的 对流管束。烟气在膜式壁竖井烟道底部 180°转弯后上行，横向冲刷 省煤器后，从上部排出LETOU国际米兰进入尾气净化系统。

二燃室配置温控式燃油燃烧器， 设定二燃室的温度为≥850℃， 当二燃室温度低于 850℃时， 燃烧器自动启动点火补充热量， 当温度 超过 900℃时会自动停止助燃。

余热LETOU国际米兰产生的蒸汽送至用汽点进行发电、供暖等综合利用。

2 垃圾热解气化焚烧LETOU国际米兰特点

(1) 垃圾从顶部连续进料，底部连续排出。垃圾在焚烧处理过 程中必然要经过焚烧炉中部高温燃烧区， 因此有机物的焚毁彻底。垃 圾焚烧后全部形成结焦状残渣， 垃圾的减容量可达 80%以上， 残渣热 灼减量可达 5%以下。

(2) 一燃室的炉压低，空气扰动小，烟气中的尘含量低。由于 颗粒物少，大大减轻了飞灰对余热LETOU国际米兰管束的冲刷磨损和烟尘净化系 统的负荷，降低了运行和维护保养费用。

(3) 通过调节温度和助燃空气过剩系数，二燃室的燃烧状态可 以比较准确平稳地控制。

(4) 垃圾进入炉内后的垂直移动与下送风的处理模式，使排渣 的热损失量小， 整个过程对垃圾自身热能的利用效率最高； 系统很好 地实行了气密封性操作， 无漏风， 使功率消耗大大降低，节约了运行 和投资成本。

(5) 灰渣在炉内熔融后被冷却破碎成块状物排出，重金属等有 害物质被固定在固相中， 因此， 残渣可以直接作填埋处理。残渣在水 封槽里浸湿后排出，工作现场无粉尘飞扬，真正实现了清洁生产。

(6) 余热LETOU国际米兰可根据余热利用需要设计为多种参数， 最大限度 满足垃圾焚烧资源化要求。

3 垃圾热解气化焚烧LETOU国际米兰系列化参数

4 烟气处理技术

针对小型生活垃圾焚烧运行烟气特点，太锅集团开发了SNCR+热 解气化焚烧炉内加入碳酸钙脱酸+高速旋转雾化半干法除酸+活性炭 喷射+碳酸氢钠干粉喷射+布袋除尘综合烟气处理系统，烟气处理满足 《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)  要求 ，彻底解决了 小型垃圾焚烧烟气处理不达标问题。

4.1 脱硝 热解气化焚烧属于低温燃烧，产生的 NOx 较少，正常 运行时低于 250mg/m3,加装 SNCR 设备可确保点火、停炉等任何工况下 环保达标。

4.2 脱酸 首先在焚烧炉内喷入碳酸钙粉进行预处理， 尽量降低 烟气中原始含酸量； 然后从余热LETOU国际米兰排出的烟气进入半干法除酸塔， 采用小型高效节能旋转雾化器进行脱酸；最后在除酸塔后布置碳酸氢 钠干粉喷射装置， 对烟气进行深度脱酸， 确保烟气中 SOX、HCl达到排 放要求。

4.3 除尘 采用纯 PTFE 布袋高效除尘。

4.4 在除酸塔与布袋除尘器之间布置活性炭喷射装置，用于烟气

中二噁英的吸附和部分重金属的吸附。