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文档简介
1、文安东都再生资源产业基地文安东都再生资源产业基地 固体废物焚烧处理工程固体废物焚烧处理工程实施方案实施方案 2006 年年 8 月月 目目 录录 一、一、 总论总论.1 1.1 项目概述.1 1.2 编制依据.1 1.3 编制原则.1 1.4 设计已知条件.1 1.5 设计要求.2 二、焚烧炉型二、焚烧炉型选选择择.3 2.1 焚烧炉型的比较与确认.3 2.2 回转式垃圾焚烧炉选认理由:.4 三、回转式垃三、回转式垃圾圾焚烧炉总述焚烧炉总述.5 3.1 回转式焚烧炉技术特点:.5 3.2 工艺流程.5 3.3 焚烧系统工艺过程.6 3.4.尾气净化系统工艺过程.6 3.5 急冷室.6 3.6
2、半干法脱硫脱酸塔.7 3.7 活性碳+布袋除尘器 .7 3.8 灰、渣处理.7 四、废物焚烧四、废物焚烧时时有害物产生来有害物产生来源源分析分析.8 4.1 有害物产生来源.8 4.2 对有害气体与物质处理措施:.9 4.3 焚烧炉主要技术性能指标.10 五、系统设五、系统设备备设计方案设计方案.12 5.1 设备主要部件.12 5.2 灰渣输送器简述.14 5.3 自动控制系统简述.14 5.4 主要设备部件规格、功能、材质选择.16 六、运行六、运行成成本及投资估算本及投资估算.18 6.1 主要辅助材料、燃料消耗量(每小时).18 6.2 设备成交价.18 6.3 建议.18 6.4 主
3、要技术参数.19 七、环境保七、环境保护护.20 7.1 有害物现状分析.20 7.2 对有害物防治措施.21 八、焚烧处理指标八、焚烧处理指标.23 8.1 本焚烧系统的技术特色.23 8.2 垃圾焚烧处理主要指标.24 一、一、 总论总论 1.1 项目概述 (1) 项目名称:工业垃圾(废电线、废电缆、废电机等拆解后无法再利用之类废弃 物)焚烧处理工程。 (2) 项目内容:新建壹套 500Kg/h 固体废物焚烧处理及尾气处理系统。 (3) 主办单位:北京文安东都再生资源环保产业基地。 1.2 编制依据 固体废物污染环境防治法 1.3 编制原则 (1) 根据工业垃圾处理系统的现状和发展趋势,在
4、现有的处理系统基础上,经科学 调究和分析,合理确定本项目设计规模和各项计划。 (2) 在现有焚烧炉技术基础上进行改进与完善,开创新技术,新工艺,新设备走创 新之路。 (3) 努力探讨工业垃圾再生利用,综合利用之途径,保证项目在社会环境效益的前 提下,提高资源回收利用率,真正达到保护环境与社会经济发展的协调统一。 (4) 集国内外成熟技术,对已成熟的技术进行优化提高,达到设施少而全,优而精。 (5) 采用当今先进技术,实现工艺技术先进指标,最终达到工业垃圾处理无害化, 减量化,资源化的目标。 1.4 设计已知条件 (1) 垃圾成分 名称 聚氯乙 烯 聚乙烯胶木橡胶碳酸钙磁料其它 重量% 4515
5、10101037 (2) 垃圾低位热值 废料设计热值 2500-2800Kal/。 1.5 设计要求 (1) 烟气排放符合 GB18484-2001 标准 (2) 焚烧炉制作要求达到 CJ/T118-2000 标准。 (3) 每小时处理能力 500 Kg/h 以上,日运营时间为 24 小时(如当天废料不足可存 积后处理) 。 (4) 操作人员原则上在室内操作为前提,尽量少接近焚烧处。 (5) 对焚烧中的产生的付产物(炉渣、飞灰、污水、渗漓水、噪声)最终要求达到无 二次污染。 (6) 在焚烧时随时能查看和掌握焚烧全过程及烟气中的有害物排放数据。 (7) 焚烧过程中产生的热能要求回收利用 二、焚烧
6、炉型选择二、焚烧炉型选择 2.1 焚烧炉型的比较与确认 焚烧炉垃圾处理主要采用下列四种炉型 (1) 活动炉排焚烧炉: 通过阶梯型或倾斜活动炉排的运动、搅拌,垃圾从炉排的上端向下端运动过程中, 完成干燥、热解和燃烧的全过程。这种方式技术成熟,应用广泛。特点:炉排的材质 要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙 相当小。另外机械结构复杂,损坏率高,维护量大。炉排炉造价及维护费用高,使其 在中国的推广应用困难重重。 (2) 回转式焚烧炉: 垃圾在绝热回转窑内翻滚并自行焚烧,未燃物进入后燃段进一步燃尽,主要适用于 工业垃圾含热值较高的垃圾。以美国奥克那(O conno
7、r)水冷壁旋转窑式焚烧炉为典型代 表,经过运行证明该工艺成熟,设备可靠,特别适用于垃圾热值较高,灰熔点较低的 垃圾焚烧处理。特点:设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排 放量低。 (3) 循环流化床垃圾焚烧炉 利用异重流化床技术,实现垃圾的流化燃烧,国内于 1998 年由浙江大学和锦江 集团联合建设余杭垃圾焚烧发电工程取得成功,已在山东荷泽、安徽芜湖、浙江乔司 得到推广应用,它适用于城市生活垃圾焚烧,但必须混掺 2030%煤炭燃烧,能源利 用率不高,循环流化床技术焚烧垃圾在浙江绍兴市新民热电有限公司也得到成功的利 用。 特点:流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,
8、操作复杂,运行费 用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置,石英砂对设备磨损严重, 设备维护量大。 (4) 气化焚烧炉 垃圾先在一燃室缺氧热解气化后燃烧,再到二燃室进一步燃烬。1999 年底投产 发电的深圳龙岗垃圾焚烧发电厂,引进加拿大瑞威环保公司的 CAO 技术是一个典型 范例。特点:可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小,处理时间长,目 前单台炉的日处理量最大达到 150 吨,由于烟气在 850以上停留时间难于超过 1 秒 钟短,烟气中二恶英的含量高,环保难以达标。 经过以上炉型比较,认为回转式垃圾焚烧炉,是适合该项目焚烧的一种炉型。 2.2 回转式垃圾焚烧炉选认理由:
9、 a、可连续投料,不间断运营。 b、回转、干燥、热解、气化、焚烧可同时进行。 c、燃烧充分,废气排放低于国家有关排放标准值。 d、减容化比率与其它炉型少 20%以上。 e、设备设计科学,不易损坏,维修简单,维修费用低。 三、回转式垃圾焚烧炉总述三、回转式垃圾焚烧炉总述 3.1 回转式焚烧炉技术特点: a、结构独特、技术先进:垃圾在回转窑内不断翻动,换热干燥,充分热解和燃烧, 然后在二燃室进一步燃烧,燃烧充分、燃烧温度高,达 1100以上,燃烧效率可 达 99.99%; b、净化程度高:采用半干法脱硫脱酸、活性碳吸附布袋除尘,能除去重金属和二 恶英,尾气排放符合欧盟生活垃圾焚烧污染控制标准 ,尾
10、气净化工艺不产生 二次污染 c、处理量大:采用二次燃烧室的回转窑处理垃圾,设备可以连续操作,不间断运营。 d、适应垃圾范围:可焚烧不同性质的废弃物,对各种性状(固体、液体、气体、半 固液、大、小废弃物)都可进行焚烧处理。 e、可靠性高、运行成本低:高温焚烧物料仅接触高温耐火材料,经久耐用,炉衬更 换方便;机械部件简单,不易损坏,传动部件在壳体外,设备维修方便。 f、安装时间短:各系列产品在厂里按图纸加工为标准模块结构,现场拼装迅速。 g、维护方便:保养容易,维修迅速,可实现自动化操作。 3.2 工艺流程 工艺流程图(见下图) 工业废弃物回转式燃烧炉 炉 二次焚烧炉热水预热器急冷室 烟囱引风机活
11、性炭布袋除尘器脱硫脱酸塔 石灰浆液 3.3 焚烧系统工艺过程 (1) 采用回转窑结构型式和分级燃烧技术来实现垃圾热解、气化、燃烧工艺三大过程, 最终达到垃圾清洁燃烧和热能充分回收利用的目标。 (2) 沿着回转炉内壁向下移动,废物不断地暴露在焚烧区的高温烟气中,从而完成干 燥、热解、焚烧过程。燃尽后的灰渣由炉窑末端下方排出,经水封密闭除渣装置 被运送到固化处,最终固化处理后,送指定填埋场处理。 (3) 回转窑的固体废物燃烧采用限氧燃烧方式。鼓风机送入的燃烧空气在窑体的前端 进入炉内,以确保回转窑的燃烧温度在 8501000。当回转炉出口温度低于 850时,一次燃烧器被启动,二次炉是一个衬有耐火材
12、料的垂直圆形钢制筒体, 底部没有设二次燃烧器和二次进风接口,以满足设计温度 9001200的要求。 二次炉有足够的空间,保证烟气在二次炉内的停留时间为 2 秒以上,以确保废气 中 CO 成分彻底焚烧和二恶英高度分解。为了减少烟气中的氮氧化物的含量, 二次炉的正常燃烧温度维持在 1200以下(氮氧化物的生成一般需 1200以上 的高温) 。同时在二次燃烧室中,尾气中的灰尘颗粒下落,这样有助于减少焚烧 炉出口的飞尘浓度。 3.4.尾气净化系统工艺过程 该废物焚烧后烟气中主要污染物为酸性气体(HCI、HF、SOx、NOx 等) 、颗粒 物(粉尘) 、重金属(Hg、Pb、Cr 等)和有机剧毒性污染物(
13、二恶英、呋喃等) 。 烟气净化处理采用石灰浆、喷雾半干法、在净化塔内进行,确保高效去除烟气中的 氯化氢、硫化物,氮氧化合物,再加上后部的布袋除尘,活性碳吸附,对重金属进 行过滤和吸附,最后使烟气排放达到国家规定的排放标准,获得良好环保效益。 3.5 急冷室 为了减少因烟气温度降低而导致二恶英重新合成的机率。由此往高温烟气中喷 洒 25水溶液,将废气从 500急降到 250,控制二恶英重新合成。 3.6 半干法脱硫脱酸塔 去除酸性气体的主要工艺是往低温烟气中喷洒石灰粉、粉末与酸性气体接触发 生反应后产生的固态化合物大部分从反应器的底部排出(可循环使用) ,小部分随烟 气排出。 3.7 活性碳+布
14、袋除尘器 为确保重金属和二恶英的达标排放,烟气净化流程中采用活性碳吸附法和布袋 除尘器。对烟气中的重金属及二恶英进行吸附和过滤处理。酸性气体发生反应后产 生固态化合物、进入布袋除尘器中,停留在滤袋上。收集后进行焚烧处理。饱和的 活性碳、送焚烧炉再次焚烧,烟气的最终排放浓度可满足危险废物焚烧污染控制 标准中的要求。 3.8 灰、渣处理 焚烧炉内产生的灰渣,经水封密闭除灰机构至灰渣输送机,通过灰渣输送机 的 传送,灰渣被送到固化线;收尘器收集的飞灰收集到储灰斗,也送到固化线上。加 入固化剂混合固化,落入运输车中,外运至填埋场处理,或者送有资质的单位处理。 四、废物焚烧时有害物产生来源分析四、废物焚
15、烧时有害物产生来源分析 4.1 有害物产生来源 (1)聚乙烯CH2-CH2n CH2-CH2n+3nO2 340 2nCO2 +2nH2O CO2随烟气排出。 (2)聚氯乙烯CH2-CH2n Cl 4C H2-CHn+11nO2 390 8nCO2+ 6nH2O +2nCl2 Cl 每小时产生氯气 1000 公斤45%0.17836.5/35=8.01 公斤/时 8.01106/9600=869.8mg/L (对照标准约超标 12 倍,氯气随烟气排出,cl2属严格控制物类) 。 (3)胶木(电木、电玉)它是甲酚与甲醛的缩合物: 在较高温度(540 )下能完全解体,生成 CO2和 H2O。 (4
16、)橡胶 C5H8n +7nO2 5nCO2+4nH2O 橡胶在制作过程中需硫化,加入约占 2.5%硫。因此在焚烧过程中产生 SO2有害气体。 S+O2 SO2 二氧化硫在烟气中的浓度为: 1000 公斤10%2.5%64/32=5 公斤/时 5106/9600m3/h=420mg/m3 对照标准超标约 1.4 倍 (5)碳酸钙 CaCO3: CaCO3 CaO+CO2 经过焚烧产生石灰与二氧化碳 (6)磁料: 主要成分为 AL2O3不能焚烧的无机物,是否会产生有害物。 (7)其它: 包括金属与非金属碎屑以及各种什物等。 4.2 对有害气体与物质处理措施: 4.2.1 控制氯气产生控制氯气产生
17、a.应保持足够的氢,为了使聚氯乙烯在焚烧时烟气中不形成氯气,采取下列三种措 施,需在二次焚烧炉内喷入较高的水蒸汽 15 公斤20 公斤/小时,炉温控制在 1150, 化学反应如下: CH2-CH2n+3 1/2O2+H2O(水蒸汽) 2CO2+2HCl+5H2O Cl 形成 HCl 后进入后处理工序(中和处理) b、在焚烧的回转炉加入碳酸钙,在焚烧过程中能脱除部分的 Hcl、SO2 其化学反应: CaCO3 CaO+CO2 CaO+2HCl CaCl2+ H2O CaO+SO2+1/2O2 CaSO4 反应生成 Cacl2与 CaSO4从炉灰渣中排出。 c、采用半干法,脱氯、脱硫塔处理,它对
18、Hcl、SO2的脱除率可达 95%。 半干法工艺较简单,无废水产生。其化学原理: CaO+H2O Ca(OH)2 2Hcl+Ca(OH)2 Cacl2+2H2O Ca(OH)2+H2SO3 CaSO3+2H2O CaSO3+1/2O2 CaSO4 (沉淀析出呈固态)。 2Ca(OH)2+2NO2 2Ca(NO)2+2H2O 处理过程中水份逐步蒸发,产生的 CaSO4 CaCl2、Ca(NO2)为干粉产物。 4.2.2 二恶英类二恶英类: a、在焚烧过程中严格执行 3T+E 焚烧法。 b、二次焚烧炉炉温控制在 1200,使二恶英在高温中分解掉。烟气在炉内停留时间 大于 2 秒,烟气含氧量保持在
19、6%-10%。 c、烟气采用活性碳和布袋联合吸附除尘器,它不但能吸附二恶英,苯并芘等物还会 吸附重金属 Hg、Pb、Cr、Se、Cd 等。 4.3 焚烧炉主要技术性能指标 4.3.1 根据根据 GB18484-2001。 指标废物 类型 焚烧炉温 度 烟气停留时 间 S 燃烧效率 % 燃烧去除 率% 焚烧残渣的热 灼减率% 危险废物11002.099.999.995 注:a、焚烧炉出口烟气中的氧含量为 10%(干气) 。 b、焚烧炉运行过程中保证负压-95-105pa。 c、焚烧炉除了报警系统和应急处理装置外还配有防爆门。 4.3.2 理论依据理论依据 (1)固体废物的焚烧机理及控制要素 固体
20、废物的燃烧过程,本质上是质量传递、热传递 、动量传递、化学反应、结构 变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂的过程。伴随着这些过程,废物本身的质 量也随着逐步减少,直到残留灰渣。 废物焚烧的影响因素主要有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。其中 停留时间、燃烧温度、湍流度,通常被称为“3T” (Time、Temperature、Turbulence) 要素。停留时间影响焚烧残渣的热灼减率和焚烧去除率,也影响燃烧效率、焚烧去除 率和二恶英分解率。废物焚烧过程要求控制适宜的燃烧温度,燃烧温度过低,会使废 物燃烧不完全。从二恶英分解的角度出发,要求燃烧温度不低于 1150。燃烧温度愈 高,燃烧
21、反应速度越快,废物在焚烧炉内的停留时间就可以缩短。但过高的燃烧温度 会加快焚烧炉内结构的腐蚀速度,使灰渣熔结,还会促进氮氧化物的生成。所以燃烧 温度不宜过高,通常,回转式焚烧炉其燃烧温度不宜高于 1200。湍流度是表示固体 废物和空气混合程度的指标。湍流度越大,废物与空气的混合程度越好,有机可燃物 能及时获取燃烧所需的充分氧气,燃烧反应越完全。湍流度受多种因素影响,如空气 的供给量和废物在焚烧炉中的进出方式等。 (2)回转窑焚烧炉燃烧过程的控制方法 回转窑炉也是利用一次炉和二次炉的温度、一氧化碳或氧含量作为燃烧控制的参 数,调节风机、调节阀和燃烧器的运行状态,以确保焚烧的最佳效果。 通过调整进
22、料系统的动作频率,控制固体废物的进料量。 通过调整回转窑的转速,来控制垃圾在一次炉内的停留时间,固体废物的干燥、 燃烧、燃尽在旋转的炉筒内进行,回转窑以及二次炉有足够的空间使垃圾焚烧完全; 使焚烧的残渣热灼减率降低。 通过调节引风机的变频调速,保持炉内负压,确保燃烧的稳定和环境的清洁和设 备的运行安全。 焚烧物料翻腾前进,三种传热方式(辐射、对流、传导)并存一炉,热利用率高。 焚烧过程中垃圾在炉内能得到充分的搅拌、翻滚,与空气混合效果好,湍流度好, 炉内不存在因垃圾分布不均匀或料层太厚而产生垃圾未烧到的死角;回转窑的炉渣热 灼减率可以达到小于 3%的效果。 五、系统设备设计方案五、系统设备设计
23、方案 5.1 设备主要部件 5.1.1 进料系统进料系统 垃圾采用抓斗进入料斗后由推料机推入回转窑。本系统包括(由粉碎设备、加料斗、 舌型伐、进料斜管、推料器组成)。 5.1.2 焚烧系统焚烧系统 使用回转窑为热解燃烧室,固体废物在回转窑内限氧热解、气化并控氧燃烧,由 于垃圾在机械旋转的回转窑内不停翻动,因而烘干、热解充分。热解燃烧室保持一定 负压防止烟气外窜。二次燃烧室:热解不完全燃烧气体、固定碳以及飞灰进入二燃室 继续燃烧,烟气停滞时间为二秒以上。二次燃烧温度达 1200,可实现完全燃烧、并 彻底销毁有毒有害物。由于垃圾热值有波动,为保证炉膛温度在 1200以上,在二燃室 内布置二台燃烧器
24、,并采用切园布局,当温度低于 1100时,启动燃烧器。 5.1. 3 热水交换器热水交换器 热水交换器布置在文丘里急冷器后,热水交换器吸收烟气热量产生热水对外供热。 5.1.4 空气预热器空气预热器 在余热锅炉后设置两组空气预热器,一级空气预热器出口风温 150,60送人 窑头助燃和烘干垃圾,可以有效减少助燃燃料消耗量,同时提高垃圾热解效果。其余 40热风进入二级空气预热器进一步换热,二级空气预热器出口风温 250300,送 人二燃室助燃,同样可以减少助燃燃料消耗量和帮助热解气体充分燃烧。 5.1.5 文丘里急冷器文丘里急冷器 二燃室出口的烟气温度为 850900,为能够使进入脱硫塔烟气温度降
25、低至 200左右,因此在二燃室后安装文丘里急冷器一台,喷水降温至 250。 5.1.6 烟气净化系统烟气净化系统 烟气净化采用半干法,脱酸塔活性炭+布袋除尘器处理工艺。即由反应物(氧化钙) 与水混合形成一定浓度的石灰浆。该石灰浆经高速旋转离心喷雾器喷入反应塔内和水 混合成生成 Ca(OH)2,与 HCL、HF、SO2、NO2等酸性气体的热烟气发生反应。在反应 过程中,石灰浆液中的水份得到蒸发,同时烟气得到冷却并获得干燥的固态反应生成 物 CaCL2、CaSO3、CaSO4及 CaF2、CaNO3等。该冷却过程还使二恶英、呋喃和重金属 产生凝结。反应生成物一部分由反应器底部排出,大部分随烟气一起
26、进入活性碳吸附 器和袋式除尘器。烟气中的酸性气体与过量的反应剂在布袋的深层过滤床上进一步反 应,各种颗粒物(烟气中的飞灰、凝结的重金属、反应剂和反应生成物)附着在滤袋表面, 经压缩空气反吹排入除尘器灰斗,净化后烟气经引风机排入烟囱,然后排入大气。 本系统废料中基本无含 N 有机物和无机物,只要控制焚烧温度 1200以下,废气 中的 NOX不会超标,少量 NOX可在脱酸装置中被中和掉。 (1) 、半干法烟气处理优点介绍 a.石灰耗量小; b.酸性气体去除效率高; c.污染物排放浓度可得到严格控制,可满足极严格的排放标准; d.排灰量小,易于清除; e.工艺简单,投资少; f.无液态污染物需要处理
27、; g.结构紧凑,土建工程少; h.安装、操作、维修方便,维护费用低 (2) 、脱硫、脱酸塔介绍 烟气通过反应器顶部的热风分配器进入充满喷雾的石灰浆雾区,烟气和石灰浆雾 状液滴在此混合,烟气中的 SO2、HCl、HF 等与石灰浆中的 Ca(OH)2反应。反应过程 的第一阶段,气液接触发生中和反应,石灰浆液中的水份得到蒸发,同时烟气得到冷 却;第二阶段,气-固接触进一步中和并获得干燥的固态反应物 CaSO4、CaSO3、CaCl2、CaF2等,该冷却过程还使二恶英、呋喃、重金属产生凝结。 由于烟气呈对数螺旋状旋转,旋转烟速小于 0.8 m/s,石灰浆不会喷射到反应器壁上, 从而使器壁保持干燥,不
28、会结垢。为确保石灰浆液滴的完全蒸发及与烟气反应的时间, 烟气在反应塔的滞留时间保持在 8 秒左右。反应生成物部分落入反应器灰斗,由灰斗 底部排出。为防止反应生成物吸潮沉积,灰斗设有电伴热装置,在系统冷态启动及灰 斗温度偏低时加热保温。另外,灰斗设有振打装置及捅灰口,灰渣由星型卸灰阀排至 螺旋输送机。 由于雾化器旋转速度快,工作温度高,喷雾器设有润滑冷却系统,对轴承和电机进 行润滑和冷却,冷却系统设有冷却油温及振动检测和报警仪表。在运行过程中,雾化 器喷嘴需要定期清理。清理时更换整个雾化器,因此,旋转雾化器设有一至二个备用, 更换时,用电动葫芦将需更换的雾化器吊出,装入备用雾化器即可。由于雾化器
29、采用 快速接头,更换时间很短,因此,雾化器时整个系统仍可正常运行 (3) 、布袋除尘简述 从反应塔来的带有飞灰和各种粉尘的温度为 120150的烟气,从喷雾反应塔 下部进入袋式除尘器。除尘器有 6 个隔仓,有约 120 个滤袋,烟气从滤袋外部进入,从 隔仓顶部排出,焚烧产生的烟尘、石灰反应器和生成物、凝结的重金属、喷入的活性炭 等均附着在滤袋表面,形成一深层过滤层,烟气中的酸性气体在此与过量的反应剂进 一步反应,使酸性气体去除率进一步提高,活性炭也在滤袋表面进一步起吸附作用。 附着与滤袋表面的飞灰经压缩空气反吹排入灰斗,灰斗设有振打及电伴热装置,可防 止飞灰吸潮造成粘结、堵塞、腐蚀。之后,灰渣
30、经星型卸灰阀排入单仓泵的仓室内, 除尘后的烟气经引风机排入烟囱,然后排入大气。 袋式除尘器的清灰为脉冲反吹方式,进出口设有阀门,可实现在线清灰。清灰根 据压降来自动控制。清灰前后压降为 10001500Pa,喷吹压力为 0.250.314MPa,滤 袋材料 Ryton(可根据用户要求选用其它滤料) ,550g/m2。袋式除尘器设有旁通烟路, 当入口烟气温度大于 180或小于 100时,除尘器旁通阀开启,以免滤袋遭到高温毁 坏或低温腐蚀。 从袋式除尘器出来的气体通过引风机排入烟囱,再排入大气。引风机采用变频调 速控制,使炉膛内保持一定的负压,确保垃圾焚烧及烟气净化系统正常稳定运行。 喷雾反应器、
31、袋式除尘器、引风机等设备及与之相连的烟气管道均保温。 5.2 灰渣输送器简述 灰系指烟气净化系统(喷雾反应器、布袋除尘器)收集的粉尘,因其成分复杂且含有 一定量的重金属和二恶英等物质,故于焚烧产生的炉渣分开处理,设置单独的输送及 储存设备。然后送至危险废物处理中心进行无害化处理。 袋式除尘器收集的灰渣经星型卸灰阀排入螺旋输送机,除尘器灰渣经输送机进入 反应器下的螺旋输送机,由该输送机将灰输送至储灰仓,灰仓上部设有袋式除尘器以 防止扬飞。灰仓内的灰经插板阀、电动给料机及三通阀送入双轴搅拌机,经加水搅拌 固化后,排入运输车运至填埋场,吸附饱和后的活性碳收集后再次焚烧处理。 5.3 自动控制系统简述
32、 本工程所采用 PLC 控制系统为 OMRON 公司的硬件和软件,其可靠性,性价比 国际公认。其监控级设置一台操作员站,一台工程师站和一台打印机。由一台操作站 监控一台处理线(包括窑、炉、烟气处理等) ,也能用其中一台操作员站实现全部功能。 操作员可通过 CRT 监视所有被控设备的运行数据和状态,通过菜单和快捷键选择各种 动画,完成各种控制回路的自动调节,并设有手动和自动切换功能。在手动状态下, 操作员可用鼠标或键盘实施对现场设备的控制。 5.3.1 温度控制温度控制 a、焚烧炉炉温控制 b、急冷室出口温度控制 c、锅炉过热蒸汽温度控制 d、布袋除尘室超温旁路控制 5.3.2 流量压力控制流量
33、压力控制 a、一次、二次送风量控制 b、焚烧炉系统负压运行控制 c、布袋除尘室阻力控制 d、锅炉给水液位调节控制 5.3.3 物料控制物料控制 a、废料自动进料控制 b、半干式脱硫脱酸塔石粉喷入量控制 c、自动出渣控制 5.3.4 浓度、显像监控浓度、显像监控 a、烟气中 HCLSO2 浓度监控 b、烟气中 OCO 浓度监控 c、焚烧炉火焰彩频显示 5.3.5 安全报警控制安全报警控制 a、安全报警控制(超温、超压、系统故障、液位过高或过低) b、联锁保护(PLC 操作) 5.3.6 电力输送电力输送 a、电力输送通过两条回路 10KV 线路与系统电网相连,厂内启动电源由系统供给。 b、当其中
34、一条回路故障时,自动切换保证安全送电 5.4 主要设备部件规格、功能、材质选择 主要设备 数量/ 套 规格型号材质选用主要功能 自动进料系 统 1ZZ0.2-5,(自动推料器)A3与不锈钢 将破碎后的废料送入 炉内。 回转式主炉1 1.810m,处理量 1T/h。斜度 10846。双道迷宫密封,石墨 滑块,调频电机 15KW A3 耐酸、耐腐的耐 火材料 对废料进干噪、气化、 热解、焚烧(炉温为 850以上) 。 二次燃烧室1 1.52.5m,内衬高铝耐火材 料。切线方向送风管道系统, 停留时间 2.3 秒以上 A3 耐酸、耐腐的耐 火材料 将主炉送到烟气进行 高温再次焚烧 ,炉温 为 115
35、0。 热水预热器1 HL25-10t-4-/210,设计效率 65%,管壁温度保持 200-260, 以防结露。 A335 管子 将二燃室的高温气产 蒸汽 急冷室1KWN-1 急冷水为 25。Ti -A3复合材料 将余热锅炉排出的烟 气温度在 2 秒内降至 200以下, (主要防 治二恶英再次结合。 半干式脱硫 脱酸塔 1 14504800m/m,雾化喷粉器, 喷水器,石灰仓 Ti -A3复合材料 对烟气中的有害物进 行中和处理。 活性碳+布 袋除尘器 1 (1502100) 120 只 活性碳纤维,含碳 量 70%- 90%。RaYton 袋材。 对烟气中的重金属及 二恶英进行吸附及过 滤。
36、 引风机1 风量 13600m3/h(120) 3000pa. 调频调速电机 17KW。 A3 烟囱1 45030m,钢制的防腐结构 不锈钢 辅机系统1 鼓风机、送风机、引风机、锅 炉给水设备、除氧水箱、软水 器、出渣机、空压机、备用供 油设备。 A3 控制电器设 备 1 动力配电箱、照明配电箱、电 气控制柜。 对各部位设定要求进 行自动控制。 六、运行成本及投资估算六、运行成本及投资估算 6.1 主要辅助材料、燃料消耗量(每小时) 名称CaO活性碳水压缩空气电燃油 单位 m3NM3/minKW 消耗量80.291.50.375100(备用) 单价0.3 元20 元1 元0.6 元3.6 元
37、合计2.4 元5.8 元1.5 元45 元360 元 总计466.9 元/时 6.2 设备成交价 序号名称单价(万元) 1投料装置12 2回转炉68 3二次焚烧炉14 4废热锅炉25 5急冷室18 6半干式脱硫塔31 7活性碳吸附器12 8布袋除尘器16 9引风机1 10烟囱3 11自控与电器21 12二恶英脱除器及烟气净化器22 13空气预热器5 14按装、调试、运费、税金、差旅费、辅助材料20 合计268 6.3 建议 a、目前设计为每天运行 10 小时,则每月有 30 次冷炉起动,造成燃料费用增加。 建议将废料堆放到一定数量时连续运行,可节约燃油 30%-40%。 b、本方案中占有 80
38、%以上的塑料、橡胶其融渣有可能会粘附在炉壁上,影响设备 平稳运行,建议在废料中掺用生活垃圾混烧较好。 6.4 主要技术参数 规模: 工程日处理垃圾量为 10t 垃圾坑容积: 10m3 存储天数: 3 天 垃圾低位热值: 2500-2800kcal/kg 回转式垃圾焚烧窑: 1.8m10M 一次风: 6500N m3/h 25 二次风: 2500N m3/h 25 烟气流量: 13600 N m3/h 烟气出口温度: 120150 CaO 雾化器喷射能力: 30kg/h 喷雾反应器: 直径高度 1.54.5M 烟气停留时间: 2.2S 袋式除尘器: 滤袋规格 150mm2100mm 袋数: 12
39、0 个 袋材: Rayton 引风机: 额定风量 13600NM3/h 七、环境保护七、环境保护 对废物焚烧处理是保护环境的一大举措,但在焚烧中不注意环境的保护,将会带来二 次的污染或更大的危害。为确保在焚烧过程中真正达到无害化,减量化,资源化,实 现社会环境效益与社会经济效益双赢同步,本方案在焚烧中实行下列方式达到上述目 标。 7.1 有害物现状分析 7.1.1 烟气类烟气类: 对于垃圾焚烧厂,烟气是环境的主要污染源,其中主要的污染因子为:烟尘、 SO2、NOX、HC1、CO 等酸性气体、重金属及有机化合物等。烟气中的主要污染物来 源及浓度如下: 烟尘主要有焚烧产物中的无机组份构成,其粒径范
40、围在 200 微米以下,在余 热锅炉出口处,烟气的含量约为 10g/m3。 SO2主要由垃圾中含硫化物在焚烧过程中产生的,在重金属催化作用下,则会 产生少量的 SO3。烟气中的 SO2的含量约为:752mg/Nm3。 NO 主要由垃圾中含氮无机物、有机物在焚烧过程中产生的,燃烧空气的 N2 对其贡献甚少。烟气中的 NO 以 NO 为主,约占 90-95%,NO2约占 5-10%,还有微量 的其他氮氧化物。根据国外经验,在余热锅炉出口处,烟气中的 Nox 含量约为:250- 400mg/Nm3。 HCL、HF 有害气体是由于垃圾中的含氮或含氟塑料、树脂及其他有机物焚烧 过程中产生的。烟气中的 H
41、C1 的含量约为:1108mg/Nm3,HF 的含量约为: 6mg/Nm3。 CO 主要由垃圾中有机物的不完全燃烧形成的,烟气中的 CO 的含量与垃圾燃 烧效率有关。 烟气中的重金属成分有:汞、硌、铅、砷等,主要来自垃圾中的废电池、日 光灯管、含重金属的涂料、油漆等。重金属在焚烧过程中会蒸发,且在低温烟道中可 凝结成亚微米级悬浮物。余热锅炉出口处烟气中重金属含量约为 60mg/Nm3。 另外,在燃烧过程中还会产生二恶英(PCDD)及二苯呋喃(PCDF)等一类有毒 物质,这两类物质共有 210 余种异物体,其中 2.3.7.8-TCDD 的毒性最大。 二恶英及呋喃得以充分氧化;当烟气温度冷却至
42、250-500间再次生成二恶英及 呋喃主要是含氯沙虫剂、除锈剂、塑料、合成树脂等成分的废弃物焚烧时产生的,其 中剧毒物质含量甚微,是以气态或吸附在烟尘上,存在与烟气中。锅炉烟气温度可达 到 850,此时需将烟气停留时间达 2 秒以上,使二恶英及呋喃得以充分分解;当烟气 温度冷却至 250-500时有再生成二恶英的可能,因此,需要将烟气快速冷却至 200 及以下。 7.1.2 噪声噪声 厂内主要噪声源有送风机、一次风机、引风机、安全阀排汽、旋转雾化器、大功 率水泵、空压机等机械设备的空气动力噪声,电磁噪声与机械振动打噪声。 7.1.3 恶臭恶臭 恶臭污染源主要是由于垃圾在焚烧时炉温低(不是 85
43、0)焚烧不充分而导致的, 其主要成分为 H2S、NH3等,主要位于垃圾坑附近。 7.2 对有害物防治措施 7.2.1对烟尘中的有害物防治措对烟尘中的有害物防治措 7.2.1.1对对 Hcl、HF、SO2的防治措的防治措 采用半干喷雾法对烟气中喷入适量的石灰浆后吸收,使 Hcl、HF 的去除率达 90% 以上,用半干法与布袋除尘器组合使 SO2去除达 90%以上。 7.2.1.2对对 NOX的防治措施的防治措施 从 NOX的生成机理着手,在炉型设计及燃烧上限制一次助燃空气量,来控制 NOX 的生成量,保证烟气中的 NOX的含量在 250-400mg/Nm3 之间。 7.2.1.3对对 CO 的防
44、治措施的防治措施 由于在主炉燃烧室中限氧燃烧,由此废物燃烧不充分而导致烟道中的 CO 含量增高, 为使 CO 达标排放,在二燃室内送入适量的二次空气与烟道中的烟气混合,使烟道中的 CO 及其它还原性气体(NH3、H2等) ,在氧的助燃下提高温度。促使其进一步氧化, 最终化成 N2、O2、 H2O、NOX。 7.2.1.4 对重金属的防治措施对重金属的防治措施 对有害重金属的去除,首先通过降温的方式,将容易发挥的重金属冷凝,其次在吸收 塔尾部喷入活性碳与烟气接触,利用化学吸附将 Hg、Cd 吸附到活性碳上,再后用布袋 除尘设备进行过滤,使重金属去除率达 99%左右。 7.2.1.5对二恶英的防治措施对二恶英的防治措施 首先温度控制,主炉及二燃室的温度始终控制在二恶英的分解温度(主体为 850 以上,二燃室在 1150以上) ,该温度选用 PLC 控制
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