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果断收藏|实用全面的生活垃圾焚烧工艺详解
  • 发布日期:2018-06-25      浏览次数:3133
    •     城市垃圾也称为城市固体废弃物。它是指城市居民日常生活丢弃的家庭生活垃圾(包括有机、无机和危险品如干电池、荧光灯管等)与人们吃喝有关的厨房有机垃圾及公共场所垃圾、环卫部门道路清扫物(绿色植物残骸,如草坪除草、树木剪枝、落叶、纸品、塑料制品和尘土等)及部分建筑垃圾的总称。

          中国是世界上垃圾包袱沉重的国家之一。据统计,全国城市垃圾历年堆放总量高达70亿吨,而且产生量每年以约8.98%速度递增。垃圾堆放量占土地总面积已达5亿平方米,约折合75万亩耕地。中国的耕地面积有20亿亩,相当于全国每1万亩耕地就有3.75亩用来堆放垃圾。其中,全国工业固体废物历年贮存量达6.49亿吨。占地面积5.17万公顷。全国600多座大中城市中,有70%被垃圾所包围,所谓“垃圾包围城市”。全国城市垃圾年产量:80年代为1.15亿吨,90年代已达1.43亿吨(仅次于美国)。按此计算,1.43亿吨除以4吨(一辆卡车的载重量)等于3575万辆;3575万辆乘以5米(每辆卡车长度)等于17.88万公里。中国约有2/3的城市陷入垃圾围城的困境。中国仅“城市垃圾”的年产量就近1.5亿吨,这些城市垃圾绝大部分是露天堆放。

          它不仅影响城市景观,同时污染了与我们生命至关重要的大气、水和土壤,对城镇居民的健康构成威胁,垃圾已成为城市发展中的棘手问题。垃圾不仅造成公害,更是资源的巨大浪费。每年年产1.5亿吨的城市垃圾中,被丢弃的“可再生资源”价值高达250亿元!北京市现日产垃圾13000吨,全年生产495万吨,而且每年将以8%的速度递增。卫生填埋,这种方法避免了露天堆放产生的问题,其缺点是建填埋场占地面积大,使用时间短(一般十年左右),造价高,垃圾中可回收利用的资源浪费了;再是焚烧,使垃圾体积缩小50%~95%,但烧掉了可回收的资源,释放出有毒气体,如二恶英、电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘;还有就是堆肥,这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行,它具有很好的发展前景。但是根据中国的国情来说分类回收、堆肥、卫生填埋都难以长久实施或者根本无法实现。

          垃圾焚烧可谓从国情与需求上满足了现当代发展的需求,所以垃圾焚烧发电行业在现当代得到快速发展。

          垃圾焚烧发电工艺

          垃圾焚烧发电厂组成:

          生活垃圾焚烧发电厂包括主体工艺系统、辅助系统和配套设施三大部分。

          一、主体工艺系统

          垃圾接收、储存及输送系统

          垃圾焚烧系统

          热利用系统

          烟气净化系统

          灰渣处理系统

          电力系统

          低压供配电及电气传动

          自动化仪表及计算机系统

          二、辅助系统

          辅助燃料系统

          压缩空气系统

          循环水系统

          给排水系统

          除盐水制备系统

          渗滤液处理系统

          通风及空调系统

          调度、通讯系统

          三、配套设施

          消防、环境保护、劳动安全防护与办公生活服务设施。

          垃圾接收、储存及输送系统:

          该系统主要包括:垃圾称重设施—汽车衡、卸料大厅、卸料门、垃圾储坑、抓斗起重机。

          一、汽车衡

          汽车衡采用SCS系列浅基坑全自动电子汽车衡,主要由称重秤体、称重传感器、称重显示器、计算机系统等组成。量程根据城市大型的运输车辆总重确定,称重精度20kg。

          二、垃圾卸料大厅

          垃圾卸料大厅系运输车卸料周转平台,设行使路线标识和信号灯。卸料大厅长度依据垃圾坑长度与垃圾抓斗检修区域宽度确定,大厅宽度依据城市大型的运输车总长与转弯半径确定,以保证垃圾运输车能正常卸料和交通畅通。

          三、垃圾卸料门

          根据项目处理规模和入厂垃圾运输车集中度确定,并满足《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》。可采用电动或液压提升式卸料门。卸料门的开启与垃圾起重机联锁或由垃圾*作员控制,通过信号灯指示开闭状态,以调度垃圾车进行卸料,卸料完毕后立即关闭,防止垃圾坑内臭气向外泄露。

          四、垃圾坑

          垃圾坑有效容量按照5~7天垃圾处理量设置,长度、宽度和深度综合考虑焚烧炉中心间距、垃圾堆存安息角、地质条件以及是否有利于渗滤液排出进行确定。垃圾坑除起到储存、调节垃圾数量的作用外,便于对垃圾进行搅拌、混合和脱水,起到对垃圾品质的调节作用。

          五、垃圾起重机

          垃圾抓斗起重机,用于垃圾的给料、堆垛、移料和混料,采用半自动或全自动控制,安装于垃圾坑上部。抓斗起重机的单台处理能力和数量依据项目日处理规模确定。

          烟气净化处理

          生活垃圾焚烧产生的烟气含有氯化氢、二氧化硫、氮氧化物、 硫化氢、一氧化碳、重金属、飞灰、二噁英等有害物质。

          垃圾焚烧厂烟气排放指标需满足的低标准:《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)。

          每条垃圾焚烧线分别配置1套独立的烟气净化处理线,经净化处理后的烟气通过引风机、80米烟囱排入大气。

          每条焚烧线引风机出口水平烟道(直管段长度需满足测量精度要求)或烟囱分别设置1套独立的烟气在线监测仪,以连续监测每条焚烧线的烟气排放指标。

          采用德国马丁半干法烟气净化技术,即“半干法喷雾塔+活性炭吸附+布袋除尘器” 工艺。

          烟气净化流程如下图:

          一、喷雾塔

          锅炉出口温度为210℃的烟气自顶部导入喷雾塔,喷雾塔顶部导流片使烟气进入喷雾塔后形成旋转紊流流动,喷雾塔的顶部布置石灰浆液喷雾机,将石灰浆液粉碎成直径为50微米以下的雾滴,以大大提高石灰浆液的比表面积和增加烟气中酸性气体分子与石灰浆液中氢氧化钙分子接触的面积和接触的时间,以确保较高的反应效率,酸性气体与石灰浆液的反应后生成粉尘颗粒,当烟气从喷雾塔导出时随着流向的改变,在离心力的作用下,有较多的粉尘脱离烟气掉入灰斗。

          喷雾塔的出口设计烟温为150℃,烟气在喷雾塔内的停留时间为27s。

          二、布袋除尘器

          布袋除尘器型式为下进气、外滤袋、脉冲喷吹清灰;

          PLC程控:进行定期或压降控制启动清灰系统;

          启动循环预热系统;

          袋笼 :316L不锈钢、碳钢或碳钢镀塑;

          滤袋材质:PPS(聚苯硫醚)、玻纤、P84(聚酰亚胺)和PTFE(名四氟乙烯);

          目前,垃圾焚烧项目大多选用PTFE+PTFE覆膜, PTFE经PTFE覆膜处理后,滤料的过滤精度,表面光洁度,耐腐蚀、耐磨、耐酸碱性、韧性和强度均得以大幅度提升,寿命可达4年,可实现粉尘*。

       

          三、石灰浆液储存制备系统与活性炭喷射系统

          (1)石灰浆系统

          石灰仓设计容量

          熟石灰品质

          石灰浆液浓度

          石灰浆泵的选型

          石灰浆喷入量的控制与耗量预估

          (2)活性炭系统

          活性炭仓设计容量

          活性炭喷射装置

          活性炭计量与耗量预估

          四、二噁英的防治

          燃烧室内温度达到850℃区域停留时间≥2s,*分解烟气中的二噁英。

          二次风调节:保证出口烟气CO浓度≤50mg/Nm3。

          当烟气温度降到300~500℃范围,有少量已经分解的二噁英将重新生成,尽量减小余热锅炉尾部截面积,提高烟气流速,减少烟气从高温到低温过程的停留时间,以减少二噁英再生成。

          喷雾塔入口烟道布置活性炭导入装置,喷入比表面积大于700m2/g的活性炭以吸附二噁英、重金属。

          采用高性能袋式除尘器。

          五、脱硝系统

          用以去除烟气中氮氧化物,采用的工艺为SCR或SNCR。

          (1)SCR(选择性催化还原)脱硝:使用催化剂,还原剂(无水氨、氨水或尿素)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去除氮氧化物,SCR系统脱硝效率80~95%。

          SCR有效反应温度范围较SNCR低的多,约320~400℃。 普遍使用的还原剂为氨。

          (2)SNCR(选择性非催化还原)脱硝:无催化剂的条件下,还原剂(无水氨、氨水或尿素)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的氮氧化物,SNCR系统的脱硝效率因要求的反应温度较高,因此,垃圾焚烧项目的去除率较低,约40~50%。

          反应原理:NOx + 还原剂 → 氮气 + 水;

          反应温度:850℃~1200℃;

          还原剂:氨、尿素;

          催化剂:不用催化剂,锅炉炉膛作为反应器,不需要另外的反应器。

          主要控制系统

          闭环控制系统(MCS)

          数据采集系统(DAS) (SOE)

          顺序控制系统 (SCS)

          锅炉安全保护(FSSS)

          汽机联锁保护系统(ETS)

          主要控制系统.MCS:

      二次污染

      无机有害气体:

          重金属:

          焚烧过程产生的灰渣(包括炉渣和飞灰)一般为无机物质,它们主要是金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐、硫酸盐,磷酸盐以及硅酸盐。

          有机污染物:

          二恶英(PCDDs或TCDDs) [多氯代二苯并-对-二恶英];

          呋喃 (PCDFs);

      多环芳香烃化合物(PAHs)。

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