城市生活垃圾焚烧处理对策文档格式.docx
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热灼减量越大,燃烧反应越不完全,燃烧效果越差。
(3)一氧化碳法:
烟气中一氧化碳(CO)含量越高,垃圾焚烧效果越差。
垃圾焚烧产物:
生活垃圾基本上是有机物,由大量的碳、氢、氧元素组成,有些还含有氮、硫、磷和卤素等元素。
这些元素与空气中的氧起反应,生成各种氧化物和氢化物:
(1)有机碳燃烧产生二氧化碳气体。
(2)有机物中氢燃烧产生水,若有氟和氯存在则可产生氢化物。
(3)有机硫和有机磷,燃烧过程产生二氧化硫或三氧化硫及五氧化二磷。
(4)有机氮化物焚烧产生气态氮,有少量氮化物生成,生活垃圾中氮元素含量较少,一般可忽略不计。
(5)有机氟化物焚烧产生氟化氢,四氟化碳或二氟氧碳(COF2).
(6)有机氯化物焚烧产生氯化氢。
(7)有机溴化物和碘化物焚烧后产生溴化氢、溴气和元素碘。
(8)金属焚烧后生成卤化物、硫酸盐、氢氧化物和氧化物。
粉尘产生和特性:
焚烧烟气中的粉尘(颗粒物)是垃圾焚烧过程中产生的微小无机物,可分为物理原因和化学原因产生。
物理原因产生是燃烧空气卷起微小不燃物、可燃物的灰分;
化学原因是高温燃烧室内氮化的盐类,在烟气冷却后凝结成盐颗粒。
粉尘浓度单位:
(g/Nm3)
粉尘产生量与垃圾性质与燃烧方式有关,机械炉排膛出口粉尘含量一般为1~6g/Nm3,除尘器入口一般为1~4g/Nm3,换算成湿垃圾为5.5~22kg/t(即每t湿垃圾含粉尘5.5~22kg)。
炉渣和飞灰的产生和特性:
炉渣一般为无机物质,它们主要是金属的氧化物、氢氧化物和硫酸盐、磷酸盐以及硅酸盐,一般焚烧一吨垃圾产生100~150kg炉渣,除尘器飞灰为10kg左右。
二噁英产生:
生活垃圾在焚烧过程中,二噁英的生成机理相当复杂,已知生成途径主要有:
(1)生活垃圾本身含有微量二噁英,大部分在燃烧过程中已分解,由于其具有热程度定性,仍会有一部分在燃烧后排放出来。
(2)含氯前体物生成二噁英,前体物包含聚氯乙烯、氯化苯、五氯苯酚。
(3)当燃烧不充分时,烟气中过多未燃尽物质并遇到适量触媒物质(重金属)及300~500℃温度生成二噁英。
恶臭产生:
未完全燃烧的有机物,多为有机硫化物或氮化物。
垃圾焚烧厂一般工艺流程:
(1)前处理系统:
垃圾进厂——地衡——垃圾卸料平台——垃圾贮坑
垃圾焚烧厂地衡一般最大称重为15~20t。
垃圾卸料口由传感器控制自动开启。
垃圾贮坑设计贮存3~5天焚烧量。
垃圾破碎、分拣。
(2)垃圾焚烧系统:
垃圾贮坑——吊车抓斗——进料漏斗——进料滑槽——炉内——焚烧本体。
(3)余热利用系统:
焚烧炉——余热锅炉——汽轮发电机——供电
供汽、供热水
烟气处理设施
垃圾焚烧发电的热效率一般只有20%左右,为了提高垃圾焚烧厂热效率可采用热电联供热系统,将发电后的蒸汽向厂内外进行供热。
(4)烟气处理系统:
半干式反应塔袋式除尘器
活性炭
烟气处理系统主要是去除烟气中固体颗粒、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢等有害物质达到排放标准,同时垃圾焚烧产生的二噁英可采用喷射活性炭来消除。
(5)灰渣处理系统:
炉渣——湿式法——炉渣贮坑
飞灰——贮灰斗——固化装置
垃圾焚烧炉出渣口排出的炉渣温度相当高,将其送入装有水的炉渣冷却装置中降温后由输送机送入贮渣坑中;
袋式除尘器排出的灰渣为飞灰,其中含重金属应作为危险品固化处理后填埋,此外,炉渣中也有可能出现重金属渗出,因此炉渣是否固化或熔融法解决炉渣中重金属。
(6)助燃空气系统
送风机——空气预热器——焚烧炉——余热利用系统
本系统为正常燃烧提供了必需的氧气,送风温度和风量直接影响垃圾燃烧是否充分,炉膛温度是否合理、烟气中有害物质是否能减少,送风机包括一次送风和二次送风,一次送风一般从垃圾贮坑上方抽取,经空气预热器加热后从炉下送入炉膛,二次送风可从垃圾贮坑上方或厂房内抽取并经预热后送入垃圾焚烧炉。
(7)废水处理系统:
有机废水——过滤——生物处理——过滤——(活性炭)——灭菌——排放无机废水——
混凝沉淀
过滤——混凝过滤——再利用水槽——再利用
过滤脱水
补水
废水主要有垃圾渗沥液、洗车废水、垃圾卸料平台清洗水、灰渣处理设备水、锅炉排污水、洗烟废水。
(8)自动控制系统:
垃圾焚烧系统自动化大致可分为:
1、设施运行管理必须数据处理自动化;
2、垃圾运输车辆和灰渣运输车辆管理自动化;
3、设备机器运行操作自动化。
城市热力网指标(介质指标)
设计压力
设计温度
一般利用
热气
≤2.5MPa
≤200℃
供水:
110~150℃
回水≯70℃
蒸汽
≤1.6MPa
≤350℃
低温热水供暖——热水温度低于100℃(回水温度为70℃)
高温热水供暖——热水温度高于100℃(回水温度为70℃)
低压蒸汽供暖——蒸汽压力小于等于70KPa(较少取用)
高压蒸汽供暖——蒸汽压力大于KPa
供热系统起始蒸汽压力,一般采用同一参数,并用同一管道向各用户供热,若各用户蒸汽压力不同,则可在用户入口处设减压装置,若用户需热水供应,则在用户入口处安装热交换器。
供热锅炉设计代表性种指标:
(山西阳泉Ⅲ无烟)
挥发分Vy9.69%(要求5~10%)
水分Wy8.18%(要求<
10%)
灰分Ay19.22%(要求<
25%)
低位热值Qay24646KJ/kg(大卡:
5882KCa1/kg)单位:
Ca1=4.1868J
平顶山煤热值5000KCa1/kg汉阳生活垃圾低位热值:
1300KCa1/kg
燃炔锅炉耗炔量估计:
锅炉效率(%)
每吨炔可产蒸汽
80%
7.0~8.5
70%
6.0~8.0
65%
5.5~6.5
60%
4.5~5.5
50%
4.0~5.0
垃圾前处理系统
一、从垃圾进厂至垃圾入炉包括运输、称重、垃圾卸料(卸料平台、卸料门、垃圾贮存坑)、分拣、破碎、垃圾吊车、抓斗以及相关的控制、维护等辅助设备,均为前处理系统。
二、垃圾称重系统
(1)垃圾焚烧厂至少应有两个出入口,其一为人流入口,供人员及行政、生活车辆专用,另一为物流入口,供生产车辆专用,垃圾称重系统应在焚烧厂内侧,物流出入口处附近。
(2)地衡数量:
500t/d以下设二道,500t/d以上每增加300~500t/d增加一套。
(3)垃圾卸料门数量:
处理规模>
600t/d不少于8个。
(4)垃圾贮坑一是贮存进厂垃圾,对垃圾数量起调节作用,二是对垃圾进行搅拌、混合、脱水,对垃圾性质起到调节作用,垃圾在坑内停留一定时间(一般3~5d),可降低垃圾含水量,提高垃圾热值,改善焚烧效果,垃圾贮坑容积为日最大处理量2~6倍(卸料平台线以下称有效容积),垃圾卸料坑,宽度为抓斗张开直径的2~3倍,垃圾密度按0.25~0.30t/m3计算。
(5)大件垃圾破碎机一般不超过二台,设在二端卸料门附近。
垃圾焚烧系统
(1)从吊车抓到垃圾至二次燃烧室出口垃圾焚烧炉渣出渣机为焚烧系统包括垃圾接收、燃烧(干燥、燃烧、燃尽)、出渣、燃烧气体的完全燃烧和保证完全燃烧的助燃和空气供应(一次助燃和二次助燃空气)。
(2)燃烧分为一次燃烧和二次燃烧,一次燃烧为燃烧的开始,在其燃烧过程中产生可燃气体和颗粒碳素等,二次燃烧是气态燃烧,燃烧气体和二次助燃空气的良好混合十分重要,二次燃烧充分可有效抑制二噁英生成,二次燃烧好坏,可根据CO浓度来判断。
(3)流化床焚烧炉:
流化床根据风速和垃圾颗粒的运动分为固定层、沸腾流动层、循环流动层。
1、固定层:
气体速度较低,垃圾颗粒保持静态,气体从垃圾颗粒间通过。
2、沸腾流动层:
气体速度超过流动临界点状态,颗粒中产生气泡,颗粒被搅拌产生沸腾状态。
3、循环流动层:
气体速度超过极限速度,气体、颗粒激烈碰撞混合,颗粒被气体带着分散,本层为流化床主要状态。
4、一般将垃圾粉碎到20cm以下,投入炉内,垃圾和炉内高温流动砂(650~800℃)接触混合,瞬时间气化并燃烧;
未燃尽成分和轻质垃圾一起飞到上部燃烧室继续燃烧,上部称为第二燃烧室,其温度比下部流动层高100~200℃;
不可燃物和流动砂从炉底排出,将流动砂和不可燃物分离,流动砂收集回炉继续使用,垃圾灰分70%左右作为飞灰随着燃烧烟气流向烟气处理设备。
5、垃圾性质的确定:
垃圾三成分(水分、灰分、可燃分),化学成分,低位热值,相对密度等应以工厂使用年的中间年的垃圾性质为准作为设计依据;
(一般垃圾焚烧炉使用寿命20年)。
6、燃烧室热负荷:
燃烧室热负荷的大小表示燃烧火焰在燃烧室内充满程度,燃烧室太小,燃烧室内火焰过于充满,燃温过高,炉壁易损伤,烟气停留时间也不够,容易引起不完全燃烧,严重时会造成一气化碳在后续烟道中爆炸,炉壁上易熔融结块;
燃烧室过大时,热负荷偏小,炉温低,炉内火焰充满不足,燃烧不稳定,炉渣热灼减率高,(大型炉炉渣热灼减率要求在3%以下)。
7、为了燃烧更加安全,同时也为了尽量避免产生二噁英等有害物质,一般要求燃烧室出口温度为850~950℃,且在此温度域的停留时间为2s以上。
助燃空气系统
(1)助燃空气包括炉排下送入的一次助燃空气,二次燃烧室喷入的二次助燃空气,炉墙密封冷却空气及其相关设备(提供空气的送风机,预热空气的预热器,各种管道、阀门)。
空气预热器和烟气空气预热器。
(2)一次助燃空气通常从垃圾贮坑上方抽取,经炉前空气预热器后送入炉内以便为垃圾干燥和着火创造条件;
二次空气(助燃空气)至要抽至垃圾贮坑,也可直接取自室内或炉渣贮坑,经空气预热器预热后(与一次助燃空气不同的预热器)经炉壁上一系列喷嘴送入炉内,其流量约占整个助燃空气量的20~40%左右,其至要作用是加强燃烧室中气体扰动,促使未燃气体燃尽,增加烟气在炉膛中停留时间及调节炉膛温度。
(3)空气预热器:
空气预热器有二种,利用蒸汽来加热(空气)的蒸汽空气预热器和利用燃烧烟气来加热空气的烟气空气预热器;
预热空气温度按以下条件确定:
1)垃圾低位热值1000Kcal/kg,助燃空气温度200~250℃
2)垃圾低位热值1000~2000Kcal/kg,助燃空气温度150~200℃
3)垃圾低位热值在2000Kcal/kg,助燃空气温度20~100℃
1、蒸汽空气预热器:
预热器管道有光管式和肋管式二种,肋管式传热效率高,但体积大,价格高,管壁上易吸附烟尘,不易清洗;
光管式传热效率差,但烟尘不易吸附,易清洗,价格低,体积小。
2、烟气预热器:
有多管式,套管式,放射式,炉壁式,多管式预热器一般采用管内通空气(烟气)管外通烟气(空气)的形式,垃圾厂应有最广。
注意:
作为
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