火葬场烟道气净化装置

1、火葬场焚化炉烟道气净化装置631774911qq。Com摘 要随着全球变暖、酸雨、粉尘污染、三个污染议题日益受到重视，人们环保研究开发意识的增强，环保研究开发设备市场也日益兴旺。本文主要介绍了一种新型的火葬场焚化炉烟道气净化装置，阐述了火葬场烟道气净化的必要性和及重要意义，介绍了火葬场烟道气净化系统的工作原理和流程；对现行的火葬场焚化炉烟道气处理方法作了系统的分析，从火葬场烟道气的净化方法到烟道气的净化装置都做了一个合理的设计，综合提出了一整套火葬场烟道气净化的科学合理的方案并提出了一种新型的，经济的，环保的火葬场烟道气净化方法。对于火葬场来说，由于火化过程中产生的尾气大部分是有机物粉尘，它们

2、在排入大气后对周围环境造成了严重的污染，针对这种情况设计出这样一套装置，首先让烟道气通过一个喷淋塔将有机物沉降，再进入环流脱水器中对湿气进行脱水干燥。沉积物多是有机物成分，先在沉淀池沉淀，然后作为原料通入沼气池制沼气，达到保护环境资源充分利用的目的。本文主要阐述了火葬场烟道气净化的必要性及其重要意义；介绍了各个方案的整体设计；重点介绍了采用侧喷淋装置吸收烟道气中的粉尘的优越性及其原理和工作流程；介绍了做为喷淋塔附属设备旋流脱水器的设计与工作原理以及沉淀池的设计与工作流程；并完成了火葬场烟道气除尘装置中沼气池部分的设计。与喷淋塔、脱硫装置和沉淀池一起组成了一套完整的火葬场烟道气除尘装置。另外，还

3、介绍了一次线性回归分析法，线性盈亏平衡分析法和敏感性分析法的数学计算方法与图解方法，并对本项目进行了具体分析。通过盈亏平衡分析，敏感性分析。结果表明：本项目各项经济指标均高于同行业平均指标，对各因素的变动有一定的承受能力。有较强的抗风险能力，是可行的，可以接受的。关键词：环保设备；火葬场；烟道气；喷淋塔；脱水器；沼气池；盈亏平衡；敏感性分析66AbstractBecause of global warning acid pollution and farina pollution that three growing in importance, peoples awareness of en

4、vironmental protection are boosting up day by day. And development of environmental protection equipment market is growing prosperity. This paper mainly introduces a new kind of incinerator exhaust purifying device in a crematorium. We systematically analised current crematorium incinerator exhaust

5、processing methods , put forward a new kind of economical conservative approach , elaborated on the necessity and important meaning of crematorium exhaust purifying , and introduced the working principle and process of crematorium exhaust purifying system. We have made a reasonable design ranging fr

6、om the crematorium exhaust purifying method to exhaust purifying device, and comprehensively put forward a set of scientific and reasonable skeme on exhaust purifying.For the cremation, because of the most of product of cremation process is the organic dust; they are discharged into the atmosphere,

7、which causing serious pollution to the surrounding environment. To the question, we design such a device: first of all, we make the flue gas through a spray tower to subside organic farina. Second, the flue gas through the circumfluent dehydrator to dry the gas. Most sediment is organic component; t

8、he first step is to precipitate it in the sedimentation tank, and then influx into the marsh gas tank as a raw material to make methane. The process protects the environment and makes full use of resources. In this paper, I mostly represent the importance and essentiality of purifying the flue gas o

9、f cremation and give some introduces about the total designing project. I importantly introduce the superiority of using side spray devices to absorb dust in the flue gas, and explain its working principle and workflow; introduced as a spray tower swirl plate dehydration ancillary equipment design a

10、nd operation principle as well as the sedimentation tank design and work flow. And completed the design of the methane-generating pit part of crematorium flue gas dust removal device .And With the spray tower, desulfurization devices and sedimentation tanks constitute a complete set of the compositi

11、on of crematorium flue gas dust removal device.By the way, this paper also introduced the mathematical calculation and graphic method of a linear regressive analysis, linear break-even analysis and sensitivity analysis. The result of both the break-even analysis and the sensitivity analysis indicate

12、s that: every economic indicator of our project is all higher than the average indicator of the same industry ; It has some bearing ability as to the variation of each factor ; it has strong anty-risk capacity ; hence it is feasible and acceptable.Key words: environmental protection equipment; crema

13、tion plant; flue gas;spray tower; dewaterer ;marsh gas tank; breakeven analysis; sensitivity analysis1 引言1.1 本课题的重要意义环境是人类生存和发展的基本前提。环境为生存和发展提供了必需的资源和条件。随着社会经济的发展，环境问题已经作为一个不可回避的重要问题提上了各国政府的议事日程。保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，成为政府社会管理的重要任务。对于国家，保护环境是我国的一项基本国策，解决全国突出的环境问题，促进经济、社会与环境协调发展和实施可持续发展战略，是政府面临的重要而又艰巨的

14、任务。污染问题是人类社会面临的主要环境问题，它也是人类社会活动的必然产物。虽然经过多年的治理，我国环境污染加剧的趋势基本得到控制，但是，环境污染问题依然相当严重。据统计，2004年，全国二氧化硫排放量2254.9万吨，比2000年增长了15%。在全国七大水系中，根据413个水质监测断面记录，只有41.6%的断面满足国家地表水三类标准，比2000年下降16.1%，长江、珠江的水质较好，海河、黄河、淮河、辽河、松花江的水质较差，各大淡水湖泊和城市湖泊均受到不同程度的污染。2004年城市空气质量41.4%达到二级标准，比2000年的63.5%下降22.1%，酸雨污染问题严重。城市噪声扰民较为普遍，7

15、.3%的城市处于严重或中度污染水平。重大污染事故时有发生，我国进入了一个环境污染事故的高发期。这些问题严重影响了人们的生产和生活，成为制约我国可持续发展的障碍因素。我国在2001年加入世界贸易组织，即通常所谓的入世。入世后，在享受权利的同时，还要履行相应的义务。发达国家会要求执行与之同样的高环境标准。因此，WTO的一些绿色条款，有可能对我国商品出口造成影响，限制了国内那些不符合环境标准商品的出口贸易。这就要求国内企业提高环境保护意识，加大环境保护方面的投入，建立环保管理体系，持续改善环境行为，以提高产品的国际竞争力。但是，无环境标准又会导致产品成本增加，降低产品竞争力，阻碍其产品顺利进入国际市

16、场。因此，如何协调高质量环境保护标准与产品成本之间的关系，成为入世后我国环境保护政策面临的新挑战。火葬场环境污染一直是世界各国多面临的难题，中国作为世界年死亡人口最多的国家，据国家民政部的统计资料显示2008年全国火化遗体量为4560000具，火化率为52.6%，火化过程中不仅产生烟尘，二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳等无机污染物，同时也伴随着其他有机污染物的产生，如剧毒致癌物质-噁胱类物质的生成。除了这些污染物质外，火葬场还排放出燃烧人体所散发出来的恶臭以及固体有机物污染。所以有效消除火葬场对环境的污染是各国共同关注的课题。针对这一问题，一直致力于环保设施和环保技术研究的孟令启教授，经过长期的考

17、察和研究，终于提出了一整套火葬场焚化炉烟道气处理系统的技术，这种焚化炉烟道气处理系统采用水喷淋法对焚化炉烟道气进行处理，喷淋后的产生的污水经沉淀净化不会构成水污染，并可根据需要使喷淋水重复循环利用，而污水的沉淀物被收集到沼气池中经发酵制备成甲烷并存储到储气罐中，不剩任何残留物，而甲烷气又可作为助燃气使用到焚化炉中；整个处理过程既没有产生可能造成隐患的残留物，又将烟道气污染、水污染降低到最小。进一步的使用甲烷作为助燃气体并配置相关的管路，一方面可降低一部分成本，另一方面使甲烷气有消耗的场所，使处理系统的可行性显著提高.由于本装置在技术上是成熟的，可行的，先进的，所以有理由相信，本技术的推广一定能

18、够产生良好的经济效益和社会效益。为了更好的说明本火葬场焚化炉烟道气处理装置的经济效益，有必要对本装置进行经济可行性分析，可行性分析(Feasibility Study)是通过本项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的经济、经济效益及社会环境影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何实行建设的咨询意见。为项目决策提供依据的一种综合性的系统分析方法。可行性研究应具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。综上，总结了经济可行性分析的意义是必要的，意义重大

19、的。他的意义主要表现在以下几点：（1） 为投资者进行投资决策提供依据：进行可行性分析，是投资者在投资前期的重要工作。投资者需要在多方论证基础上，编写可行性研究报告，其结论是投资者投资决策的主要依据 （2）为投资者提供项目贷款提供依据：国内外银行等金融机构，受理项目贷款时，首先要求申请者提供可行性研究报告，然后对其进行全面审查、分析、论证，在此基础上，编制项目评估报告，根据项目评估报告的结论，决定是否予以贷款。世界银行等国际金融机构，也都将提交可行性研究报告作为申请贷款的先决条件。投资是金融机构业务的主要内容，问题的关键不在于要不要投资，而在于向哪个项目投资？能否有钱挣？这种投资“风险有多大？”

20、 “利润有多大？” “社会及国民经济效益有多大？”等，这些都需要在项目的可行性分析的基础上，进行项目评估，从而最终做出项目投资决策。（3）为商务谈判、签订有关合同协议提供依据：有些项目，可能需要引进技术、设备，如与外商谈判时，要以可行性研究报告的有关内容（设备选型、生产能力、技术先进程度）为依据，在可行性研究报告批准之后，才能与外商签约，在项目实施、投入运营之后，都需要供电、供水、供气、通讯和原材料等单位协作配套，因此，要根据可行性研究报告的有关内容与这些单位签订协议。（4）为工程设计提供依据：在可行性研究报告中，对项目的产品方案、建设规模、场地选择、生产工艺、设备选型等，都进行了方案比较论证

21、，确定了最优方案，在可行性研究报告获准之后，可根据可行性研究报告进行工程设计。（5）为寻找合作者、准备订货、施工准备、机构设置、人员培训，提供参考依据：针对本装置，经济可行性分析的现实意义主要是为投资者提供是决策的依据，它的结论说明了本装置在技术上是可行的，在现实实施中也是可行的，为本技术的推广做一个技术鉴定，说明本装置如预期的那样，不仅可以产生良好的社会效益，也可以产生良好的经济效益。为投资者提供一个投资可行性证明。所以，本火葬场焚化炉烟道气处理装置的经济分析意义重大。本经济分析是充分的，是必要的。1.2 火葬场烟道气污染现状及本技术的可行性和先进性1.2.1 火葬场烟道气污染现状调查自20

22、05年我国在全国推广火化以来，火化带来的环境污染也渐渐被提上议题。火葬解决了土葬占用大量耕地的问题，但同时也带来了极为严峻的环境问题。1.2.2 污染因子 火葬场基本上由四个部分组成,分为服务区、火化区、寄存区和焚烧区,此外还有办公楼、职工食堂、浴池、锅炉房等附属设施。废气是火葬场焚烧尸体产生的主要污染物,主要来自于尸体火化和遗物焚烧。火化机焚烧尸体时产生大量的气体污染物,尤其是在尸体送入焚化炉开始焚烧的最初几分钟污染最重,其主要污染物为烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨气、有机污染物及尸体焚烧特有的臭味等。各火化场的焚烧区均设有用于焚烧死者遗物及殡葬用品的焚烧塔或焚烧室,没有鼓风

23、或引风设施,而且焚烧的衣物大部分为化纤制品,所以燃烧极不充分,产生大量的黑烟,全部为低空无组织排放,造成局部地区空气的严重污染。废水和噪声为次要污染因子,废水主要来自职工食堂、浴池、卫生间等,噪声主要来自火化机喷油焚烧和鼓风机运行,对周围环境无明显影响。1.2.3 除尘净化装置绝大多数焚化机都没有安装除尘净化设备,在烟道只是安放了比较简单的过滤网层用于除尘,但由于过滤网层日久老化,已起不到应有作用和效果,产生的气体污染物基本上是以直接排放的形式排放到外界环境中。1.2.4 污染现状根据对郑州市10家火葬场进行的烟道气污染调查21，其污染程度相当严重，取了一部分焚化机设备,共计12台(套)进行监

24、测,主要污染指标包括:烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢和氨气等六项内容。测试结果显示,烟尘排放浓度只有3家火化场的3台焚化机符合国家标准,其它9台全部超标,超标率为75%,最大浓度为419mg/ m³,超标7.4倍;二氧化硫排放浓度全部超出国家标准,超标率为100%,最大浓度为669mg/ m³,超标43.6倍;氮氧化物有11台火化机超标,超标率为91.7%,最大浓度为200mg/ m³,超标7.0倍;一氧化碳、硫化氢和氨气三项污染指标均符合国家标准,超标率为0。从焚烧尸体产生的烟尘中,还检出包括苯并(a)芘在内的致畸、致癌变有机类污染物18种,其中苯并

25、(a)芘浓度达到8.205lag/ m³,超过国家GB3095-1996环境空气质量标准环境标准限值的820倍,可见,殡葬行业有机类污染十分严重。1.2.5 存在问题由此，总结了火葬场存在的一些问题。（1）现有火化场一般都为60年代70年代建成,新建设项目较少,多数是在原有基础上进行后期改造,增加火化设备,改善附属设施等,都没有履行环境影响评价和环保“三同时”验收制度要求。同时,环保部门缺少必要的监督管理,还没有把殡葬行业纳入日常工作当中来。（2）在废气污染治理上,大多数火化场没有安装除尘、脱硫等治理设施设备,产生的废气直接排放,进入外界环境中;排放筒高度明显不足,64%的排气筒低于

26、标准要求的15m排放高度。（3）废气污染物排放超标严重。烟尘、二氧化硫、氮氧化物超标率分别为75%、100%和91.7%,最大超标倍数分别为7.4倍、43.6倍和7.0倍;郑州革命公墓安装有静电除尘设备,但是其排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物也全部超标。（4）有机污染严重,苯并(a)芘浓度超标820倍。总体来讲殡葬行业有机类污染十分严重。治理火葬场污染势在必行，迫在眉睫。1.3 焚化炉烟道气处理装置的可行性和先进性以前的火葬场污染处理与能源回收系统是分开的，并没有既能消除火葬场烟道气污染又能回收利用能源的系统。下面对以往的火葬场烟道气处理的方法进行对比。1.3.1 目前的火葬场烟道气处理方法的比

27、较现有火葬场或殡仪馆一般采用焚化炉进行尸体焚化，焚化炉在工作时会产生大量的烟尘，为了减少焚化炉烟道气对周围空气环境的污染，以往尝试采用的烟道气处理方法为工业上广泛使用的除尘技术，例如布袋除尘法，喷淋除尘法，电除尘法等等。但是都没有一个很好的解决火葬场烟道气污染环境的问题，更没有一种可以既消除对环境的污染，又可以节约成本合理利用资源的方法。下面就这几种烟道气处理方法进行对比。由于火葬场焚化炉所燃烧物质的特殊性，现有的除尘技术并不适合在火葬场焚化炉使用；其原因是，焚化炉烟道气中含有大量的油脂，用布袋过滤除尘，布袋和烟道气排放通道内很快就会布满油污，焚化炉火势稍大就会将布袋引燃损毁，甚至造成重大事故

28、。而用水喷淋除尘，含有大量油脂的污水的处理成为至今尚未解决的难题，直接排放会造成水污染，因此是不被允许的。若将污水沉淀后排放，虽然解决了污水问题，但是将沉淀物作为垃圾处理，在某种程度上沉淀物为遗骸的一部分又违背了伦理，容易造成不良的社会影响。至于用静电除尘，这种大型的电除尘器的安装，烟尘污染虽然得到了缓解，但电除尘器本身的能耗，绝缘子污染，极板清洗等问题尚没有得到妥善的解决。尤其是恶臭污染更是严重。 基于上述原因，目前火葬场或殡仪馆的焚化炉的烟道气基本不进行处理而直接排放，这给火葬场周围的空气环境污染造成了很大污染，只能向偏远地区搬迁场址来解决问题，而且由于不进行烟道气处理，导致焚化炉工作场所

29、的工作环境比较恶劣1.3.2 焚化炉烟道气水喷淋法处理方法的原理和优越性火葬场焚化炉烟道气是火化场焚烧尸体产生的主要污染物,主要来自于尸体火化和遗物焚烧。火化机火化尸体时产生大量的气体污染物,尤其是在尸体送入火化炉开始焚烧的最初几分钟污染最重,其主要污染物为烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨气、有机污染物及尸体焚烧特有的臭味等。（1）.二氧化硫 1：40 极容易溶于水。可以全部溶于水。（2）.硫化氢 1：2.6 溶于水,也可以全部溶于水。即使有剩下的不多的硫化氢也会被气体干燥塔吸收的。 （3）.氨气 1：700 极容易溶于水。可以完全被水吸收。（4）.烟尘和粉尘，根据我国的习惯，一

30、般将冶金过程或化学过程形成的固体粒子气溶胶称为烟尘；燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不必细分时，也成为烟尘。在其他情况或泛指固体粒子气溶胶时，则通称为粉尘。烟尘在水流的冲击下，将随着水流流入管道，被冲到第一级沉淀池中。（5）.有机污染物，主要是有机脂肪颗粒，被抽风机抽出后在重力和水力的共同作用下，全部落入沉淀池。综上所述，焚化炉烟道气中废气和烟尘等等都可以被水喷淋塔全部或大部分吸收，吸收后的气体经过干燥塔干燥，符合排入大气的要求，故焚化炉烟道气中的有害气体被有效地吸收，可以安全的释放到空气中，而且烟道气进行处理后，喷淋后的产生的污水经沉淀净化不会构成水污染，并可根据需要将喷淋水重复循环利用，而污水

31、的沉淀物被收集到沼气池中经发酵制备成甲烷并存储到储气罐中，不剩任何残留物，而甲烷气又可作为助燃气使用到焚化炉中；整个处理过程既没有产生可能造成隐患的残留物，又将烟道气污染、水污染降低到最小。进一步的使用甲烷作为助燃气体并配置相关的管路，一方面可降低一部分成本，另一方面使甲烷气有消耗的场所，使处理系统的可行性显著提高1.3.3 火葬场焚化炉烟道气处理装置的原理图1-1 焚化炉烟道气净化装置1喷淋塔2.风泵3.焚化炉4.管道5.抽风机6.储气罐7.阀门8.泵9.沼气系统10.沼气池11.阀门12.下水道13.浓度仪14.泵15.三级沉淀池16.阀门17.初级沉淀池18.二级沉淀池19.报警器20.

32、水泵21.水池22.限位开关23.水龙头24.脱水罐25.烟囱26.喷淋装置27.泵如图1-1所示，在焚化炉3中燃烧人的尸体，然后由鼓风机把未完全燃烧的烟道气通过烟道4通入到水喷淋式烟道气处理塔26中，这时烟道气中含有的大量的污染气体像氮氧化物，硫化物等都大部分或者全部溶解于水中，随着水流冲入初级沉淀池17，这时候烟道气中的固体颗粒，烟尘等也同样随着水流一起到了初级沉淀池17中，经过充分溶解和冲洗的烟道气，对大气的污染程度大大降低甚至是完全消失，可以通过烟囱25排出。沉淀池可以是单级的或者多级的，最后把沉淀池15中的有机无机沉淀物质通过排污泵14输送到沼气池10中，具体的排污操作可根据沉淀池，

33、排污池，沼气池内的物料积存情况由阀门7，11和排污泵14进行综合控制。在沼气池中发酵，生成沼气，沼气池中的甲烷浓度可以由浓度仪13获得，当沼气池10中的甲烷浓度符合要求时，气泵8将沼气池10中的甲烷气体输送到储气罐6中，最后根据实际需要，通过阀门将储气罐6中的甲烷气体供应到各个焚化炉1中进行助燃。这种焚化炉烟道气处理系统采用水喷淋法对焚化炉烟道气进行处理，喷淋后的产生的污水经沉淀净化不会构成水污染，并可根据需要将喷淋水重复循环利用，而污水的沉淀物被收集到沼气池中经发酵制备成甲烷并存储到储气罐中，不剩任何残留物，而甲烷气又可作为助燃气使用到焚化炉中；整个处理过程既没有产生可能造成隐患的残留物，又

34、将烟道气污染、水污染降低到最小。进一步的使用甲烷作为助燃气体并配置相关的管路，一方面可降低一部分成本，另一方面使甲烷气有消耗的场所，使处理系统的可行性显著提高。1.3.4 本装置排污节能的工艺优点这种焚化炉烟道气处理系统采用水喷淋法对焚化炉烟道气进行处理，喷淋后的产生的污水经沉淀净化不会构成水污染，并可根据需要将喷淋水重复循环利用，而污水的沉淀物被收集到沼气池中经发酵制备成甲烷并存储到储气罐中，不剩任何残留物，而甲烷气又可作为助燃气使用到焚化炉中；整个处理过程既没有产生可能造成隐患的残留物，又将烟道气污染、水污染降低到最小。进一步的使用甲烷作为助燃气体并配置相关的管路，一方面可降低一部分成本，

35、另一方面使甲烷气有消耗的场所，使处理系统的可行性显著提高。1.4 本章小结通过对各种焚化炉烟道气处理方法的比较，可以看出，本装置具有独特的优势：它既可以消除火葬场焚化炉对大气对环境的危害，又可以把废物重新利用，同时又节约了能源，节约了成本，可谓一箭双雕，一举多得，事半功倍。2 火葬场烟道气净化装置设计（）-喷淋装置2.1 设计方案的选定现有火葬场或殡仪馆一般采用焚化炉进行尸体焚化，焚化炉在工作时会产生大量的烟尘，为了减少焚化炉尾气对周围空气环境的污染，以往尝试采用的尾气处理方法为工业上广泛使用的除尘技术，例如布袋除尘法和喷淋除尘法，但是由于火葬场焚化炉所燃烧物质的特殊性，现有的除尘技术并不适合

36、在火葬场焚化炉使用；其原因是，焚化炉尾气中含有大量油脂，用布袋过滤除尘，布袋和尾气排放通道内很快就会布满油渍，焚化炉火势稍大就会将布袋引燃损毁甚至造成重大事故。而用水喷淋除尘，含有大量油脂的污水的处理成为至今尚未解决的难题，直接排放会造成水污染，因此是不能允许的。若将污水沉淀后排放，虽然解决了污水问题，但是将沉淀物作为垃圾处理，在某种程度上（沉淀物为遗骸的一部分）又违背了伦理，容易造成不良的社会影响。基于上述原因，目前火葬场或殡仪馆的焚化炉的尾气基本不进行处理而直接排放，这给火葬场周围的空气环境造成了很大污染，只能向偏远地区搬迁场址来解决问题，而且由于不进行尾气处理，导致焚化炉工作场所的工作环

37、境比较恶劣。本实用新型的目的在于提供一种可将尾气中烟尘完全处理无残留物、且能对焚化炉提供助燃气的焚化炉尾气处理系统，同时提供具有该系统的火葬场用焚化设备。本实用新型的火葬场用焚化设备的技术方案是：一种火葬场用焚化设备，包括多个焚化炉，还包括焚化炉尾气处理系统，所述焚化炉尾气处理系统包括与各焚化炉的排烟口相通的烟道、与烟道的出烟口连通的水喷淋式尾气处理装置、与水喷淋式尾气处理装置的排水口连通的污水沉淀处理装置、与污水沉淀处理装置的排污口连通的沼气池、储存沼气池所产生沼气的储气罐；所述水喷淋式尾气处理装置设有用于排出净化后尾气的出气管，所述污水沉淀处理装置包括沉淀池，该沉淀池为一个沉淀池或为串接在

38、一起构成的多级沉淀池，所述水喷淋式尾气处理装置排水口通过管道与沉淀池连通，污水沉淀处理装置的排污口通过带有排污泵的管道与沼气池连通。沉淀池或末级沉淀池通过串接有水泵的管道与水喷淋式尾气处理装置的进水管连通，从而使水喷淋式尾气处理装置、沉淀池、水泵通过水管串接成水循环系统。2.1.1 整体设计方案及示意图图2-1是本实用新型的火葬场用焚化设备的结构示意图。如图2-1所示，本实用新型的火葬场用焚化设备，包括多个焚化炉1和焚化炉尾气处理系统，焚化炉尾气处理系统包括与各焚化炉1的排烟口相通的烟道16、与烟道16的出烟口连通的水喷淋式尾气处理塔2、与水喷淋式尾气处理塔2的排水口连通的污水沉淀处理装置、与

39、污水沉淀处理装置的排污口连通的沼气池11、储存沼气池11所产生沼气的储气罐12。所述水喷淋式尾气处理塔2包括壳体和壳体内部的喷淋装置4，水喷淋式尾气处理塔2的壳体顶部设有出气口与烟囱3相通，所述污水沉淀处理装置包括第一沉淀池6、第二沉淀池7、排污池10，第一沉淀池6的底部通过带有阀门8的排污管与排污池10相通，第二沉淀池7的底部通过带有阀门9的排污管与排污池10相通。所述水喷淋式尾气处理塔2的排水口通过管道与第一沉淀池6连通，第一、二沉淀池6、7之间通过水管连通，第二沉淀池7通过串接有水泵5的管道与水喷淋式尾气处理塔2的喷淋装置4的进水管连通。从而使水喷淋式尾气处理塔2、第一沉淀池6、第二沉淀

40、池7、水泵5、喷淋装置4通过水管串接成水循环系统。污水沉淀处理装置的排污池10通过带有排污泵14的管道与沼气池11连通，沼气池11上设有浓度仪15，沼气池11通过带有气泵13的管道与储气罐12连通，所述储气罐12的出气管道与各个焚化炉1通过助燃气管连通，可通过阀门操作对焚化炉1供应甲烷气体进行助燃。本实用新型在工作时，焚化炉1产生的尾气由烟道16进入水喷淋式尾气处理塔2中进行净化后由烟囱3排出，水喷淋式尾气处理塔2所产生的污水由两级沉淀池5、7沉淀并净化后由水泵5送入水喷淋式尾气处理塔2重复使用，两级沉淀池的池底沉淀物通过排污管流入排污池10中，排污池10中的沉淀物由排污泵14输送到沼气池11

41、中，具体的排污操作可根据沉淀池、排污池、沼气池内的物料积存情况由阀门8、9和排污泵14进行综合控制。沼气池11的甲烷浓度可由浓度仪15获得，当沼气池11中的甲烷浓度符合要求时，气泵13将沼气池11中的甲烷气体输送到储气罐12中，最后根据实际需要，通过阀门操作将储气罐12中的甲烷气体供应到各焚化炉1中进行助燃。上述实施例中的沉淀池为二级串接沉淀池，当然也可设置成三级以上的串接沉淀池；上述实施例中的沼气池也可以设置多个，各个沼气池分别通过管道与排污池10连通，并通过出气管道与储气罐连通。图 2-1 整体设计方案示意图2.1.2 喷淋装置的整体设计火化过程中运用风机把所有在焚尸炉产生的气体吸到喷淋大

42、罐中，这些气体含有大量的有机物粉尘。我们利用湿式除尘原理设计喷淋装置，利用水来出去含尘气体中的尘粒和有害气体的设备。主要是利用水滴、水膜、气泡去除废气中的尘粒。湿式除尘器具有很多优点：1，在消耗同等能量的情况下，湿式除尘器的效率要比其他的高。2，湿式除尘器适用于处理高温、高湿的烟气以及粘性大的粉尘。3，湿式除尘器结构简单，一次性投资低，占地面积小，可起到既除尘又净化有毒气体的作用。喷淋塔的典型结构如图2-2所示。气流从塔下部进入，气流在塔内均匀分布。塔内设置十排喷嘴，喷水压力为6100kMp，水雾在重力的作用下向下流动，与含尘气流的方向相反。含尘气流经水雾净化后向上部排出。然后将气体通入环流脱

43、水器中进行脱水，防止气体将水分带走。喷淋塔的特点是压力损失小（约250-500Pa），可以处理高浓度的含尘气体，喷水量小（在水压为1.4-7.310Pa时，约0.42.7L/m）我们选水压为610Pa。采用循环水的方式，把沉淀池的上层液体循环利用。 火葬场烟道气的喷淋装置示意图如下图2-2。图2-2 喷淋装置的整体示意图工作过程：在风机的作用下使气体产生负压，使所有的在焚化炉产生的含有大量有机物粉尘气体进入喷淋塔，气体从入口进入塔后均匀分布，然后喷淋系统工作，160个喷嘴同时工作，将大量粉尘短时间内充分吸收，然后湿气体进入环流脱水器中进行脱水，而液体进入沉淀池进行沉淀。2.1.3 环流脱水器的

44、整体设计环流脱水器是旋转板离心脱水器，它利用固定叶片使气流得到旋转，从而在离心力的作用下将水滴分离的装置称为旋流板脱水器，设在除尘气的出口处。它是一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率稳定等优点。 我们采用圆柱形结构见下图2-3。图2-3环流脱水器装置示意图工作过程：湿气体在抽风机的作用下从图中进气口进入环流中，接着在螺旋挡板随环流下向流进入深层。流动过程中湿气体受到离心力的作用将水分甩到容器壁上，沿挡板与罐壁的缝隙流到灌底部，沿排液孔流到沉淀池。在下降过程通过泵压实现大面积气体脱水，同时使气体得到了进一步的净化。2.1.4 沉淀池的整体设计沉淀池是一种使水中的固

45、体物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离的水处理设备。它的构造简单，分离效果良好，应用非常广泛。在各种类型的污水处理系统中，沉淀池几乎是不可缺少的设备，而且在同一处理系统中可能多次采用1。由于本次设计是为火葬场进行的沉淀池设计，属于中小型长，同时由于本次设计会遇到设备面积的制约，所以应该将占地面积小的竖流式沉淀池作为首选。综上，在本次设计中，采用竖流式沉淀池如图4。由于一次沉淀很难达到环保要求，我们一共设计了三个沉淀池，它们串联进行三次循环沉淀，很好的让资源充分利用，保护了环境如图2-4。图2-4沉淀池的设计方案工作过程：首先将喷淋塔产生的溶液流进一次沉淀池，在一次沉淀池中沉淀9

46、小时后，将上层液体流入二次沉淀池，将下层粘稠液体流进三次沉淀池，然后再沉淀12小时后，将二次沉淀池上层清液用水泵抽入供水池，下层液体直接排入污物池提供制沼气的原料。三次沉淀池的上层液用泵抽到二次沉淀池中进行再沉淀，下层液体直接排到污物池。2.2 喷淋塔外形尺寸设计2.2.1 工作原理说明火化过程中相当于燃烧方式，我们根据相关调查郑州一家火葬场的情况，每天火化人数大概少于30人，我们取30人为设计标准，平均每个人燃烧后产生的烟道气中含有大约5Kg粉尘。我们设平均每人体重为70Kg，查得人体成分中油脂含量约占15%，骨骼含量约占25%，水含量约60%。则：每个人油脂含量为：7015%=10.5Kg

47、，骨骼：7025%=17.5Kg，折中可燃烧的有机物为：油脂含量为15Kg。然后计算油脂燃烧产生的二氧化碳的量。我们根据烟道气中所含二氧化碳的比例计算容器的体积。同时通过查询文献设计出容器的高度与直径，同时设计出厚度以及相关参数。2.2.2 列气体反应方程油脂的化学成分是CHCOOH，上面工作原理已经说明了每个人所含油脂为15Kg根据油脂的燃烧方程：CHCOOH+26O=18CO+18HO计算产生气体的体积。 CHCOOH+26O=18CO+18HO （2-1）1 mol 18mol15000/284 x计算得X=950.7mol。2.2.3 喷淋塔直径与高度的设计查得烟道气中二氧化碳含量为1

48、4%-16%，取二氧化碳含量为15%。则燃烧产生的烟气为：950.715%=6338mol取烟气在管道中产生压强为0.2MPa，烟道气温度范围为160-200°，按最大值计算即200°=200+273=473K。由式： （2-2）得出 =（63888.314473）200000=125.6m。又因为：焚化炉在燃烧时会有鼓风机不断的把空气吹进焚化炉参与燃烧，在很大程度上产生了负压，所以焚化炉中实际含气量会比计算数值大到2倍左右，所以：V = 2×125.6=251.2 m由于一个工作周期有3个焚化炉参与焚化，则总体积为V=251.2×3=753.6 m 。

49、取压力上限为1MPa。并取两端封头为碟形封头。下面具体计算喷淋塔的直径与高度。1：计算系数F值： （2-3）式中：p-设计压力(Mpa)：已知p值为0.2MPaC-腐蚀裕量(mm)：由参考文献P119及 P186表2-1-6，取C值为2。 -设计温度下圆筒体材料的许用压力（MPa）由参考文献P120页表1-7-12及P186表2-1-6，容器材料为16MnR，查得其值为159。-焊缝系数。由文献P123表1-7-17，取为1。（全部无损探伤P1247.7.3）代入数据计算得：F=0.015。 表2-1筒体、封头的腐蚀裕量C值腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀速率/(mm/年)<0.05

50、0.050.130.130.250.25腐蚀裕量/mm01232：由参考文献P157图2-2-1查得容器直径D=6m。3：计算容器圆筒体长度： （2-4）其中： D 圆筒体的内直径（m）：D=6m L 圆筒体的长度（m） V 容器的全容积（m³）V=753.6m³ V碟形封头容积（m³）查文献P327表2-3-3得V=27.3168m³计算得L=24.7m圆整为L=25m.2.2.4 喷淋塔容器厚度及材料的选择1，厚度的计算：（1）理论计算厚度 （2-5） 式中： 筒体的理论计算壁厚，mm；筒体的计算压力，MPa；筒体内径，mm；钢板在设计温度下的需用应

51、力，MPa； 焊接接头系数。将=1MPa，=600mm，=170MPa，=1.0代入式中可得=0.56000（21591）=9.4圆整为10. （2）设计厚度 （2-6）式中 设计厚度，mm； 腐蚀裕量，mm。将=10，=2mm代入可得 = 10+2 = 12mm （2-7）（3）名义厚度 （2-8） 表22喷淋塔的名义厚度钢板厚度2.52.83.03.23.53.84.04.55.567825负偏差0.20.220.250.30.50.60.8 式中 名义厚度，mm；如表2-3 钢板厚度负偏差，mm，其值见表4； 除去负偏差以后的圆整值，mm。选择=0.8，再查找钢板的厚度尺寸系列，可知 =

52、12.8 （2-9）考虑到大罐的高度受到风力载荷，将厚度圆整为15mm。 2，材料的选择由于喷淋装置在高腐蚀的环境下工作，所选材料必须耐腐蚀，同时大罐有严格的焊接要求，即材料容易焊接，又由于罐体高大，材料必须硬度比较高。综合各种工作要求，选择了16Mn钢。16Mn钢是Q345级的低合金结构钢。它具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。中温及低温力学性能均优于Q235，15，20等碳素钢，是一种十分成熟的钢种，质量稳定，可是用在-40°-400°C场合。在石油、化工设备、锅炉、压力容器中16Mn钢的板材、钢管及锻件均有广泛应用。该设备选择16Mn有助于设备的

53、安全生产，保证了使用寿命，一定程度上节省了资金。2.2.5 喷淋装置封头的设计根据设备体积大小、工作要求以及材料运用上的要求，选择了蝶形封头，它的形状如图6所示， 查文献P325，选为DHA型，取直边高度为：h=25mm,球面曲率半径R=6m,折边曲率半径 r=0.156=0.9m, 封头高度H=0.22546=1.3524m,厚度计算得=14圆整为15mm.其图形如下图2-5.图2-5喷淋装置封头2.3 喷淋塔的其它结构2.3.1 法兰的选择 1，法兰选择：喷淋装置会用到四个法兰：进气口法兰、出气口法兰、人孔 法兰、排料口的法兰。由于它们都在较高腐蚀的条件下工作，材料都选16Mn。通径300

54、mm，本设计法兰采用带颈对焊钢制管法兰(HG205951997)，其参数如表2-3所示。其结构简图如图2-6所示表2-3带颈对焊钢制管法兰参数公 称通 径DN/mm管 子外 径A/ mm连接尺寸六角头螺栓、螺柱法兰厚度C/ mm法兰高度H/mm法 兰外 径D/ mm螺栓孔中心圆直径K/ mm螺栓孔直 径L/ mm螺栓孔数量n螺 纹Th/mm螺栓长度l/mm螺柱长度l/mm3003255855004216M39X3109220241756006307557052620M2412025033.7200图2-6 带颈对焊钢制管法兰2，选定连接法兰垫片：根据前述设计计算和已经选定的法兰连接，查机械设计

55、手册选取通径300mm的法兰垫片。其内径为=319；外径为=458。其结构简图如图2-7所示。图2-7法兰垫片3， 人孔法兰端盖的选择设计：法兰端盖是密封连接结构的重要组成部分，本设计中法兰端盖是选用标准的突面钢制管法兰盖，并在此基础上再在中心加工一通孔。选择标准法兰盖：根据前面套管及其法兰的选择和设计，查表选择法兰。其结构参数如表2-4所示。形状如图2-8所示。表2-4法兰端盖结构参数公称通径DN连接尺寸密封面法兰厚度C法兰外径D螺栓孔中心直径螺栓孔径L螺 栓df数量n螺纹规格3004454002212M20370226在法兰盖中心加工圆孔：根据芯管的外径为168mm,可以设计所加工的孔的直径。考虑实际安装的需要，孔的直径应大于165mm,取180mm.法兰端盖的结构简图如图2-8 所示。 图 2-8 法兰端盖结构简图4，密封垫片的设计：密封垫片是套管端部密封连接结构的密封核心所在，它是最终保证套管端部密封性的零件，也是防止蒸汽泄漏的关键。根据本设计介质的压力、温度、腐蚀性以及压紧面的形状，决定选用中压橡胶石棉板作成的密封垫片。垫片的参数为：公称直径=170 mm，垫片内径=168 mm，垫片外径378 mm，垫片厚度选择为 5 mm，密封宽度49 mm.如图2-9所示。图2-9 密封垫片2.3.2 人孔的设计由于喷淋塔是一