某城市生活垃圾处理方案设计doc.docx
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某城市生活垃圾处理方案设计doc
课
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建设项目环境影响陈述表
项目名称:
建设单位(盖章):
编制人:
编制日期:
国家环境保护总局制
一、课程规划的有关要求及根本数据----------------------------2
二、概述---------------------------------------------------------3
1、总述--------------------------------------------------3
2、燃烧处理工艺流程图------------------------------------4
三、废物总产值猜测-----------------------------------------------------5
四、燃烧炉炉型挑选-----------------------------------------------------6
五、烟气工艺流程挑选--------------------------------------------------9
1、烟气污染物的品种及构成机理---------------------------9
2、烟气污染物的操控与处理工艺流程-------------------10
六、烟气发生量的核算-------------------------------------------------12
1、燃烧空气量----------------------------------------------------12
2、过量空气系数-------------------------------------------------13
3、燃烧发生烟气量的核算------------------------------------13
4、实践烟气容积-------------------------------------------------14
七、污染物发生量的核算----------------------------------------------15
八、二噁英污染防治办法----------------------------------------------18
九、燃烧效益剖析--------------------------------------------------------22
1、环境效益剖析----------------------------------------------22
2、经济效益剖析----------------------------------------------23
十、课程规划总结与领会---------------------------------------------23
十一、首要参阅文献材料------------------------------------------23
一、课程规划的有关要求及根本数据
1、本课程规划(论文)课题的意图和要求:
依据课程规划供应的某城市日子废物的根底材料,通过核算与剖析,确认日子
废物处理办法,并进行相关核算。
通过课程规划,了解日子废物的特性、发生量影
响要素,处理处置技能挑选的准则,以及填埋与燃烧的根本要求
通过课程规划,了解日子废物发生量猜测方法,不同首要处理处置技能的技能
与经济优势,处理处置技能的挑选准则,确认燃烧规划,确认燃烧工艺流程与烟气
处理工艺流程,核算烟气量以及污染物排放浓度。
2、本毕业规划(论文)课题的技能要求与数据(或论文首要内容):
论文首要内容包含:
日子废物发生量的猜测,处理处置技能挑选,处理规划,燃烧
工艺与烟气处理工艺流程,烟气发生量与污染物发生量与排放量。
具体内容如下:
1)
日子废物发生量的猜测;2)燃烧炉炉型挑选;3)烟气工艺流程挑选;
4)烟气发生量核算;5)污染物排放量核算;6)二噁英污染防治办法。
3、根本数据我国北方某地级市,是国务院确认的沿海地区对外开放城市,是
胶东半岛的交通纽带,总面积1522平方公里,2005年市区人口58.6万人,规划2020
年人口81万人。
首要搜集市区日子废物,依照搜集率100%计,废物低位热值4400
kJ/kg,密度380kg/m
3。
日子废物随年份改变如表1所示。
日子废物组成如表2所示。
表1我国北方某市日子废物发生量与人口表
年份199719981999200020012002200320042005
人口
24.428.133.635.839.042.748.352.158.6(万人)
废物量
(t/d)
207.4252.9319.2354.4410.0465.4531.3599.4685.7
表2日子废物元素剖析表
C(%)H(%)N(%)S(%)O(%)Cl(%)含水率
灰分
(%)(%)
18.12.90.71.612.00.24420.5
二、概述
1、总述跟着城市经济的高速开展和人民日子水平的日益进步,城市废物量也
越来越多,给环境带来的压力也越来越大。
城市废物的处理已成为直接影响城
市经济建设、人民日子质量的重要要素。
依据建设部城市建规划算年报,2000年
我国城市日子废物清运量已达1.18亿吨。
并且每年以8~10%的速度递加。
现在全国历年堆存的废物量高达60亿吨,侵吞土地面积75万多亩。
在全国600
多座城市中就有200多座城市处在废物的围住中,这些废物不只占用土地、损坏
景象,并且还传达疾病,严峻地要挟着居民的健康。
一起对城市大气和周围
水质的损害也极为严峻。
因而对城市废物进行无害化、减量化和资源化处理已
成为根底建设中的重要任务之一。
现在世界各国城市废物的处理办法首要有填埋、
堆肥和燃烧三种。
填埋或露天堆弃办法,占用了很多土地,一起废物中有害
成分对大气、土壤及水源构成严峻污染。
不只损坏了生态环境,并且也严峻
损害人体健康。
选用卫生填埋办法要要点处理填埋工艺、渗沥液处理和填埋气体
输导运用等要害技能。
堆肥处理对废物要进行分拣、分类、要求废物的有机
含量要高。
废物分类挑选,高温发酵,恶臭排放物操控等工艺水平还不够高,
所得肥料质量跟着城市废物纸张、塑料等不腐物成分上升而下降,且处理废物
量大,劳动强度大,与化肥比较不占优势,商场正变得越来越小。
选用垃
圾燃烧技能既可到达减容、减量、削减废物运送和无害化的意图,又能有用利
用废物燃烧发生的热能,因而选用燃烧法处理废物是一种首要办法,许多工业
兴旺国家由于动力、土地资源日益严峻,燃烧处理的份额正逐渐增大,并结合发
电供热收回热能。
曾经有一段时刻,因忧虑废物燃烧之后的烟气中残留有毒致癌物质“二恶
英”,人们开端置疑废物燃烧的途径是否正确。
为此,各国都积极地投入了这方
面的研讨,现在通过科技人员的尽力,已把握了怎么操控、削减废物燃烧时
发生“二恶英”的行之有用的办法。
这样通过燃烧而到达化废为宝的办法,再
次得到了我们的认可与附和。
一些兴旺国家乃至立法规则废物有必要燃烧,不许
直接填埋。
废物含有可燃物质和不行燃物质两大部分,其间可燃部分包含抛弃纸张、破
布、竹木、皮革、塑料和动植物残余物等。
而不行燃部分为各类抛弃金属、
沙石、玻璃、陶瓷碎片等。
可燃份中其化学成分含有碳、氢、氧、氮、
挥发性氯、燃料性硫等元素。
这些元素在燃烧进程中与空气中的氧起反响,生
成各种氧化物或部分元素的氢化物。
废物燃烧有必要具有有必定的要求与条件:
要使日子废物保持燃烧,就要求
其燃烧释放出来的热量足以供应加热废物到燃烧温度所需求的热量和发生燃烧反响
所有必要的活化能。
不然,要增加辅佐燃料才干保持燃烧。
这便是说,废物
要具有一定的发热值,一般认为,垃圾低位发热值>5000KJ/kg(1200Kcal/kg),
能够进行燃烧处理。
为下降出资及运营本钱,世界银行的废物燃烧出资辅导政
策中要求垃圾低位热值>7000KJ/kg(1670Kcal/kg),任何季节不低于
6000KJ/kg(1430Kcal/kg)我国消费水平较低,垃圾不可燃成份较高,其水份
含量高,灰份含量也高,废物热值远低于兴旺国家,并且其成份因地域、季
节、城市消费水平以及年份的不同而改变。
一般城市日子废物低位发热值在
3350~5000KJ/kg(800~1200Kcal/kg)规模内(兴旺国家和地区废物低
位发热值一般在7500~10450KJ/kg),且具有非均质性和多变性。
因而,
由于与国外废物组成份不同,决议了我国废物处理应走自己的路,并且不同城
市之间也应采纳不同的处理办法,不能简略的效法国外。
由于废物是具有必定
腐蚀性,水份大,热值不安稳的燃料,因而废物锅炉及其燃烧设备在规划上
有其必定的特殊性,在运转中要有很强的习惯性,要依据废物成份的动摇对燃烧
进程进行及时有用的调整,以确保废物及时点着和安稳燃烧。
因而,功能优秀
的燃烧设备是废物锅炉的要害之处。
2、燃烧处理工艺流程图
三、废物总产值猜测
我国北方某地级市,是国务院确认的沿海地区对外开放城市,是胶东半岛的交
通纽带,总面积1522平方公里,2005年市区人口58.6万人,规划2020年人口81
万人。
首要搜集市区日子废物,依照搜集率100%计,废物低位热值4400kJ/kg,
密度380kg/m
3。
日子废物随年份改变如表1所示。
日子废物组成如表2所示。
表1我国北方某市日子废物发生量与人口表
年份199719981999200020012002200320042005
人口
24.428.133.635.839.042.748.352.158.6
(万
人)
废物量
(t/d)
207.4252.9319.2354.4410.0465.4531.3599.4685.7
年份199719981999200020012002200320042005
人口(万
人)24.428.133.635.83942.748.352.158.6
599.685.废物量
(t/d)207.4252.9319.2354.4410465.4531.347
废物人均
产值(t/
万人.d)8.59.09.59.910.510.911.O11.511.7
回归方
回归方程程截距相联系
-800.10.991
斜率B0.405
A27数R
预测2020年生活垃圾人均产量(t/万人.d)=B*2020+A=17.97278
预测2020年生活垃圾总产量(t/d)MSW=81*17.97278=1455.795
(t/d)
对相关数据进行作图,如下:
2500
年份2000
人口(万人)1500
垃圾量(t/d)1000
500废物人均产值(t/万
人.d)
0
123456789
2020
2015
2010
2005
废物人均产值(t/万
人.d)
2000
年份
1995
1990
1985
123456789
四、燃烧炉炉型挑选
在废物燃烧处理工艺中,最重要的便是燃烧炉的炉型挑选,现在世界上典的废物
燃烧炉大致有以下几种:
机械炉排型、流化型、回转型。
1、机械炉排燃烧炉:
机械炉排燃烧炉的根本原理是以机械炉排构成炉床,靠炉
排的运动使废物不断翻动、拌和并向前或逆向推广。
其首要处理进程是:
废物由抓
斗送进炉前料斗,通过料槽用液压式加料器按设定的速度将废物推动炉膛,废物随
着炉排的运转向前移动,并与从炉排底部进入的热空气进行混合、翻动,使废物得
以枯燥、燃烧、燃烧致使燃烬。
它正常运转的炉温大于850oC,且烟气温度在大于
850oC的高温下逗留超越2秒钟,以确保烟气中有机成份的分化。
机械炉排燃烧炉的首要特色是它对废物的适用规模广,它既能习惯欧洲含水率较
低的高热值废物,也能适合亚洲含水率较高的低热值废物。
它对进炉的废物颗粒度
没有特别的要求,一般由日子废物车搜集车送来的废物无需通过破碎即可直接送入
燃烧炉燃烧。
且其燃烧功率较高,燃烧功率一般可到达75-78%。
炉渣的燃烬率可
到达3%左右。
机械炉排燃烧炉的品种繁多,运用前史长,且具有较高的可靠性。
现在世界上
遍及选用的炉排有丹麦的Volund、瑞士的Venroll、德国的Martin以及翻滚炉排等炉
排型式。
2、流化床废物燃烧炉
流化床废物燃烧炉是一种近年来开展起来的高效燃烧炉。
它的作业原理是将废物
加入到流化床中与高温的沙粒触摸、传热进行燃烧,该流化床是用炉底散布板吹出
的热空气将废物和砂粒吹浮起呈欢腾状而构成。
它与机械炉排燃烧炉的最大不同是
炉内没有运动的
炉排,且炉体一般为竖向安置。
其处理进程是:
废物投入料斗,用螺旋输送机
送至燃烧炉上部进料口,与炉内600-700oC的高温砂粒触摸,废物被升温、枯燥、
着火和燃烧。
燃烧后的灰渣由于重力效果从两边下降而进入炉底螺旋输送机,并用
它将灰渣送至与之相连的振动筛,将不燃物与砂粒分隔,砂粒再送入循环提升机,
从头投入炉内运用,不燃物排出炉外。
流化床燃烧炉的首要特色是床层温度均匀,废物颗粒与流体触摸好;反响快,焚
烧彻底,热强度较高,它的热功率一般可到达80-82%,废物燃烬率也十分高,焚
烧后排出炉渣的未燃成份可到达1%左右;设备尺度相对较小。
但它关于进炉废物的
颗粒度有必定的要求,因而废物在进入燃烧炉前需机械破碎。
由于我国现在废物的
搜集体系比较落后,废物分类搜集尚处初级状况,废物尚无法做到分类机械破碎,
故从客观约束了挑选这种炉型的可能性。
且由于废物在炉内欢腾悉数靠大风量高风
压的空气,因而其所耗电量大,并且还易将一些细微的尘埃悉数吹出炉外,构成锅
炉处很多积灰,并给下流烟气净化增加了负荷与难度。
本工艺现在尚无大型设备运
行。
3、回转窑燃烧炉:
回转窑燃烧炉为带耐火材料面料的圆筒型设备,它由挡轮、托轮支撑,水平放置,
轻度歪斜,它靠本身筒体回转来混和拌和炉内废物,以便将废物燃烧。
回转炉以每
分钟1转左右的转速缓慢地混和拌和炉内废物,确保了废物的枯燥效果,并促进垃
圾的燃烧。
被燃烧废物送入加料器,加料器不断地将废物送入燃烧炉,废物跟着转
动炉体向下移动,废物不断地暴露在燃烧炉的高温烟气中被枯燥、点着和烧烬。
回转窑燃烧炉的首要特色是:
结构简略,其主体是一个带面料的圆筒型的钢制转
窑,炉体滚动由挡轮、托轮及齿轮组成。
但缺陷是炉体滚动缓慢,废物拌和不透而
燃烧不彻底,废物可燃成份较高,其耐火材料面料磨损严峻,修理频率较高,对垃
圾的颗粒度也有必定的要求。
不适用大容量的设备。
三种炉型的归纳功能比较表:
项目机械炉排燃烧炉流化床燃烧炉回转窑燃烧
首要传动组织炉排砂循环炉体
燃烧空气压力低高低
废物与空气触摸较好好较差
燃烧升温较快快慢
烟气中的含尘量低高较高
占地面积大小中
废物颗粒度要求不需求需求需求
所需载体不需求石英砂不需求
燃烧炉体积较大小中
加料斗高度高较高低
残渣中未燃份少最少较少
操作运转便利较便利便利
习惯废物热值低低偏高
耐火材料磨损性小大大
废物处理量大中中
运转费用低较高低
修理作业量小较小大
4、归纳比较得定论:
通过以上比较可知,我国城市日子废物的燃烧,还是以挑选机械炉排燃烧炉较
为适合。
而当一些废物热值太低时,需掺烧煤时,可选用流化床燃烧炉。
参照浙江伟明环保股份有限公司出产的新式二段往复式机械炉排燃烧炉,比照
温州永强废物发电场,选用单炉日处理量为250t/d的燃烧炉,燃烧炉个数为
n=1455.795/250=6台,针对该城市为我国北方某地级市,是国务院确认的沿海地
区对外开放城市,是胶东半岛的交通纽带,归纳经济技能各目标,挑选的炉型合理。
5、炉排机械负荷和热负荷
依据我国日子废物特色和性质,归纳技能经济状况一般取机械往复式燃烧炉的
处理才能为W=200t/h,运转时刻为t=20h/d,单台燃烧炉的机械负荷G=300kg/
2.h)。
则单台焚烧炉排面积为A=W/Tg=200*103/(20*300)=33.3(m3)
(m
燃烧室热负荷(qv)=m[Qd+CpkLN(ta-t0)]/V式中m——单位时间的垃圾燃烧
量,kg/d;Qd——废物的均匀低位热值,KJ/kg;Cpk——空气均匀定压比热容,KJ/
(m3.C。
);LN——单位质量的废物取得的均匀燃烧空气量,m3/kg(规范状况);ta—
。
t0——环境温度,C—预热空气温度,C
。
V——燃烧室容积,m3
燃烧室热负荷的范围一般如下:
连续运行焚烧炉为3.36*1056.3*105KJ/(m3.h);间
断运行焚烧炉为1.68*105~4.2*105KJ/(m3.h)当取m=600/(3*20)=10000kg/h
。
),Qd=4400KJ/kg,t0=20摄氏度,ta=230摄氏度,Ln=3.16m
5KJ/(m3.h),那么燃烧室的容积为:
连续运行焚烧炉负荷qv=4.4*10
V=10
4[4400+1.3*3.16*(230-20)]/(4.4*105)=119.6(m3)
五、烟气工艺流程挑选
1、烟气污染物的品种及构成机理
由于日子废物的成分极端杂乱,并含多种污染物如废旧塑料、废旧橡胶、废旧
电池、废布、废纸、厨余、重金属等,在燃烧进程中会发生许多化学反响,发生的
烟气中除了过量空气、二氧化碳外,还含有对人体和环境有害的烟气污染物。
依据
这些污染物的化学、物理性质及对人体和环境的损害程度不同,首要分为酸性气体、
有机污染物、重金属、颗粒物4大类。
○1酸性气体燃烧发生的酸性气体首要是氮氧化物(绝大部分是no)、硫氧化
物(sox)、氯化氢(hcl)、氟化氢(hf)。
氮氧化物首要由日子废物中含氮的有
机物燃烧发生。
硫氧化物首要来源于日子废物中含有的硫与氧气在高温条件下的氧
化反响。
氯化氢、氟化氢是日子废物中的氯化合物、氟化合物如聚氯乙烯、厨余、
纸、布等在燃烧进程中生成的。
○2有机污染物有机污染物主要是多氯二苯并二恶英(pcdds)、多氯二苯并吠
喃(pcdfs),别离有75种pcdd异构体和135种pcdf异构体,统称为二恶英。
二
恶英以气体和固体的形状存在,难溶于水,易溶于脂肪,易在人类和动物体内积累,
具有极大的毒性,能引起皮肤座疮、头痛、失聪、郁闷、失眠等症状,即便在极微
量的情况下,长时间摄人也会引起癌症、变形等,其间毒性最大的为2,3,7,8-四氯二苯
并二恶英(2,3,7,8-pcdd)。
日子废物燃烧烟气中含有的二恶英,一部分可能是原生
废物中本身含有的微量二恶英,由于二恶英的热安稳性较强,在燃烧进程中有一小
部分未发生反响,直接进入烟气;大部分二恶英是在日子废物燃烧进程中构成的。
二恶英的构成机理极为杂乱,通过多种化学反响,先构成二恶英的中间体即前驱物,
终究构成终究产品。
○3重金属类污染物重金属类污染物首要来源于日子废物中含有的废旧电池,
废旧电子元件及各种重金属废料所含的部分重金属及其化合物在燃烧进程中的蒸腾。
这些蒸腾的物质一部分在高温下直接变为气态,以气相的方法存在于烟气中;还有
一部分与燃烧烟气中的颗粒物结合,以固相的方法存在于烟气中;还有适当一部分
重金属分子进人烟气后被氧化,并凝集成很细微的颗粒物。
○4颗粒物日子废物进人燃烧炉后,通过枯燥、分化气化、燃烧、燃烬后,燃
烧物的体积和粒度都会减小,不行燃物大部分滞留在炉排上并以炉渣的方法排出,
而一小部分体积小、质量轻的物质在气流带着的效果下,与燃烧发生的高温气体一
起在炉膛内上升,构成含有颗粒物的烟气流,通过烟道后从锅炉尾部排出。
2、烟气污染物的操控与处理工艺流程
选用半干式吸收塔,其多选用氧化钙作吸收剂质料,制备成氢氧化钙溶液。
在烟气净化工艺流程中一般将吸收塔置于除尘设备前,塔内未反响彻底的吸收液随
烟气进入除尘器,附着于滤袋,一起与通过滤袋的酸气发生反响,使得出酸功率进
一步进步,并进步了石灰浆的运用率。
半干式吸收塔脱酸功率较高,HCI的去除率
可达90%以上。
此外,对一般有机污染物及重金属也具有杰出地去除率,若调配滤
袋除尘器,则重金属(除汞外)去除率可达89%以上。
该吸收塔的长处是不发生水,
耗水量较湿式洗刷塔少。
缺陷是喷嘴易阻塞,反响塔壁易积垢。
此问题科借杰出的
规划及办理得以处理,大部分喷嘴部件极易拆开及替换,反响器积垢可通过保持正
常的操作温度、适合的石灰浆浓度等来处理。
半干式吸收塔工艺的组合方法一般为
“喷雾干燥吸收塔+除尘器”。
此种方式的特点是:
(1)半干式反应塔脱酸效率较高,对HCl的去除率可超过
90%,此外,对一般有机污染物及重金属也具有杰出的去除功率,若调配袋式除尘
器,则重金属去除效率可超过99%;
(2)不产生废水排放,耗水量较湿式洗涤塔少;
(3)流程简单,投资和运行费用相对较低;(4)石灰浆制备系统较复杂。
日子废物燃烧烟气半干法净化处理工艺流程图如下:
六、烟气发生量的核算
表2日子废物元素剖析表
C(%)H(%)N(%)S(%)O(%)Cl(%)含水率
灰分
(%)(%)
18.12.90.71.612.00.24420.5
○1燃烧空气量废物燃烧所需的空气量,能够依据废物中可燃物燃烧时所需的氧气
量核算出来,一般为可燃物质C、H、S到达彻底燃烧时所需的空气量,它们与空气
中的氧气在必定温度条件下化合,燃烧后的终究产品是CO2、H2O和SO2。
别离以yc、yH、ys、yo和ycl表明日子废物中的C、H、S、O、CI元素的质量百分
比,依据C、H、S、CI元素彻底燃烧的化学反响方程式可得1kg日子废物彻底燃烧
时所需的外界供氧量(m3/kg)
各元素燃烧方程式为:
则供
氧量为V0O2=(1.866yc+5.56yH
+0.7ys-0.7yo-0.1
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