流化床焚燒處理城市生活垃圾工藝設(shè)計(jì)

1、流化床焚燒處理城市生活垃圾工藝設(shè)計(jì)要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市垃圾的產(chǎn)量在不斷的增長。焚燒法處理城市垃圾是目前國內(nèi)外一種比較切實(shí)可行的方法，焚燒法可以實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化、無害化、資源化處理目的。根據(jù)我國目前城市垃圾熱值偏低的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)提出以煤為輔助燃料，采用流化床焚燒爐處理城市垃圾，可大幅度降低運(yùn)行成本，符合國情。本設(shè)計(jì)主要介紹了垃圾焚燒利用的主要工藝流程及各系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，從流化床焚燒爐到廢熱利用系統(tǒng)，再從煙氣凈化到最終煙氣達(dá)到大

2、氣環(huán)境質(zhì)量排放標(biāo)準(zhǔn)的工藝設(shè)計(jì)。除塵系統(tǒng)選用適應(yīng)性強(qiáng)、除塵效率高的袋式除塵器，煙氣凈化塔選用濕式填料塔，去除效果較好，結(jié)構(gòu)簡單，以及廢熱鍋爐和凝汽式汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)與選型，還有灰渣的處理利用。通過垃圾焚燒利用整個工藝過程的設(shè)計(jì)，城市垃圾達(dá)到了“三化”的處理目的，并建議采用流化床焚燒爐。關(guān)鍵詞城市垃圾垃圾焚燒流化床焚燒爐煙氣凈化廢熱鍋爐凝汽式汽輪機(jī)1.緒論1.1前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的進(jìn)程，城市生活垃圾的產(chǎn)量、有機(jī)組分含量以及熱值也日益增加

3、。大量的城市生活垃圾對人們生活環(huán)境和城市發(fā)展造成了巨大的壓力和危害，如何實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾無害化、減量化和資源化的“三化”處理已成為研究的焦點(diǎn)。城市垃圾通常的處理方法有填埋、堆肥和焚燒等，實(shí)踐證明，填埋和堆肥兩種方法不僅占用大量土地，耗用時間長，而且垃圾的滲濾液對填埋場及堆肥場附近環(huán)境會造成嚴(yán)重影響，破壞生態(tài)環(huán)境。采用焚燒方法處理城市生活垃圾是目前國內(nèi)外一種比較先進(jìn)的垃圾處理方法，它能使垃圾處理有效無害化、減量化和資源化，并可將其產(chǎn)生的能

4、量用于發(fā)電，因而成為當(dāng)今處理城市生活垃圾的主流。目前日本、美國、德國、瑞士和加拿大發(fā)達(dá)國家廣泛采用焚燒法處理城市生活垃圾，部分國家和地區(qū)的城市生活垃圾焚燒率已經(jīng)達(dá)到90%以上；國內(nèi)垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)正在興起，除深圳垃圾焚燒廠已經(jīng)運(yùn)行，珠海、上海、北京、浙江和廣東等地正在積極興建垃圾焚燒廠。二十世紀(jì)以來，固體廢棄物的排放急劇增加，造成的大氣污染、地下水污染、土壤污芽土地占用、自然景觀破壞等問題日趨嚴(yán)重。固體廢棄物分為工業(yè)垃圾和城市垃圾兩種，城市

5、垃圾的產(chǎn)量是驚人的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國1990年城市垃圾總產(chǎn)量為6900萬噸，北京市每年的城市權(quán)產(chǎn)量超過200萬噸。生活垃圾是人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的廢棄物，隨著人民生活水平的提高，其數(shù)量正在逐年增加。目前城市生活垃圾的處理已成為各國面臨的一大難題。美國每年產(chǎn)生生活垃圾約為2億t，日本每年的生活垃圾總量約為5120萬t。目前我國城市生活垃圾年產(chǎn)量約為1.5億t，并按8%—10%的年增長速度增長。歷年堆存量累計(jì)超過50億t，而無害化處理率很低，大量

6、垃圾運(yùn)到城郊裸露堆放。如何有效地處理這些城市垃圾，使之資源化、減量化和無害化（即“三化“），成為當(dāng)前世界各國十分關(guān)注的課題。1.2城市垃圾處理的三種基本方法目前世界各國城市垃圾的處理方式主要有堆肥、填埋和焚燒三種。堆肥法是將垃圾中的可降解的有機(jī)成分經(jīng)無害化處理轉(zhuǎn)變成肥料。堆肥處理對垃圾要進(jìn)行分揀、分類、要求垃圾的有機(jī)含量要高。垃圾分類篩選，高溫發(fā)酵，惡臭排放物控制等工藝水平還不夠高，所得肥料質(zhì)量隨著城市垃圾紙張、塑料等不腐物成分上升而下

7、降，且處理垃圾量大，勞動強(qiáng)度大，與化肥相比不占優(yōu)勢，市場正變得越來越小。該處理方法很難在大中城市推廣應(yīng)用。填埋法，也是越來越顯露了許多弊端。首先填埋要耗用大片土地資源；第二是環(huán)境保護(hù)要的熱值有一定要求，一般不能低于3360kJkg（800kcalkg），限制了它的應(yīng)用范圍；最后，焚燒過程中也可能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的“二惡英”問題，必須要對煙氣投入很大的資金進(jìn)行處理。國內(nèi)外垃圾焚燒技術(shù)[1]主要有三大類：旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)（也稱回轉(zhuǎn)窯式）、爐排爐層狀

8、燃燒技術(shù)和循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。①旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)：旋轉(zhuǎn)焚燒爐燃燒設(shè)備主要是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯，其內(nèi)壁可采用耐火磚砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護(hù)滾筒。它是通過傾斜筒體連續(xù)、緩慢地轉(zhuǎn)動，利用內(nèi)壁耐高溫抄板將垃圾由筒體下部在筒體滾動時帶到筒體上部，然后靠垃圾自重落下，由于垃圾在筒內(nèi)翻滾并與空氣充分接觸，完成著火、燃燒和燃燼三個階段?；剞D(zhuǎn)窯過去主要用于處理有毒有害的醫(yī)院垃圾和化工廢料。②爐排爐層狀燃燒技術(shù)：層狀燃燒技術(shù)發(fā)展較為成熟，這種焚燒爐

9、因?yàn)榫哂袑念A(yù)處理要求不高，對垃圾熱值適應(yīng)范圍廣，運(yùn)行及維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，許多國家采用這種燃燒技術(shù)。為使垃圾燃燒過程穩(wěn)定，層狀燃燒關(guān)鍵是爐排。垃圾在爐排上通過三個區(qū)段：預(yù)熱干燥段、燃燒段和燃盡段。垃圾在爐排上著火，熱量不僅來自上方的輻射和煙氣的對流，還來自垃圾層內(nèi)部。在爐排上已著火的垃圾在爐排的特殊作用下，使垃圾層強(qiáng)烈地翻動和攪動，引起垃圾底部也開始著火，連續(xù)地翻動和攪動，使垃圾層松動，透氣性加強(qiáng)，有助于垃圾的著火和燃燒。爐拱形狀設(shè)計(jì)

10、要考慮氣流有利于熱煙氣對新入垃圾的熱輻射預(yù)熱干燥和燃盡區(qū)垃圾的燃盡。配風(fēng)設(shè)計(jì)要確?？諝庠跔t排上垃圾層分布均勻并合理使用一、二次風(fēng)。層燃爐要獲得良好的爐內(nèi)燃燒工況，必須具備三個條件：即煙氣湍流度、滯留時間和足夠高的溫度。由于垃圾成份復(fù)雜，爐溫太高時會產(chǎn)生過多的氧化氮；爐溫太低，煙氣滯留時間過短，將易產(chǎn)生不完全燃燒產(chǎn)物，尤其是對人體有嚴(yán)重危害的二惡英難以完全分解，故大多數(shù)廠商把爐膛出口溫度定位不低于850℃，煙氣滯留時間不低于2秒。層燃爐型

11、式很多，有固定爐排（主要是小型焚燒爐）、鏈條爐排、滾動爐排、傾斜順推往復(fù)爐排、傾斜逆推往復(fù)爐排等。寧波垃圾焚燒廠（3臺350td），浦東垃圾焚燒廠（3臺365td），珠海垃圾焚燒廠（3臺200td）分別采用德國諾爾—克爾茨公司、法國阿爾斯通公司、美國底特律階梯式往復(fù)爐排。據(jù)一些資料介紹，已運(yùn)行的爐排爐和調(diào)試運(yùn)行情況看，現(xiàn)階段的城市生活垃圾要使?fàn)t膛空間的燃燒溫度大于850℃還需要采用一定的噴油助燃措施。國外目前比較成熟的垃圾焚燒設(shè)備多為馬

12、丁爐排爐，對于熱值較高的城市垃圾而言，這種選擇無疑具有其科學(xué)性，但在處理熱值較低且變化范圍較大的我國城市垃圾，必然帶來一定程度上的困難，甚至影響整個垃圾焚燒廠的運(yùn)行。某廠引進(jìn)的焚燒爐就遇到了這一情況，從投資的角度來看，引進(jìn)國外一套（2臺）日處理600噸垃圾（發(fā)電功率23MW）的焚燒發(fā)電處理廠需要投資約4.5億人民幣，對于處于發(fā)展時期的我國來說是難以接受的。若能開發(fā)研制符合中國國情的國產(chǎn)化焚燒爐將具有廣闊的應(yīng)用前景。③循環(huán)流化床燃燒技術(shù)：

13、循環(huán)流化床鍋爐是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種清潔燃燒技術(shù)。對于垃圾采用循環(huán)流化床燃燒方式，我國科研工作者做了大量的工作，流化床燃燒技術(shù)目前已趨于發(fā)展成熟。流化床垃圾焚燒爐是在爐內(nèi)鋪設(shè)一定厚度、一定粒度范圍的石英砂或爐渣，通過底部布風(fēng)板進(jìn)入一定壓力的空氣，將砂粒吹起、翻騰、浮動。流化床內(nèi)氣—固混合強(qiáng)烈，傳熱傳質(zhì)速率高，單位面積處理能力大，具有極好的著火條件。垃圾入爐后即和灼熱的石英砂迅速處于完全混合狀態(tài)，垃圾受到加熱、干燥，有利于完全燃