固体废物处理与处置课程设计-城市生活垃圾焚烧课程设计

课程设计课程名称：固体废物处理与处置题目名称：城市生活垃圾焚烧课程设计学生学院：环境科学与工程学院专业班级：环境工程13（1）班目录TOC\o"1-3"\h\u城市生活垃圾焚烧处理课程设计任务书 城市生活垃圾焚烧处理课程设计任务书课程设计背景资料本项目垃圾处理规模为100t/d，预计投产时间为2018年，根据项目申请报告对收集范围内生活垃圾产量预测，本项目100t/d的垃圾焚烧炉可以得到保证（考虑到未能全部实现收集的实际情况，按照集中处置率60%计）。②生活垃圾主要组成根据相关检测中心对垃圾中转站的生活垃圾成分的分析检测，该市生活垃圾的组成见表1。表1市生活垃圾的平均组成(单位：％)类别有机物无机物可回收物动物植物灰土砖瓦陶瓷纸类塑料橡胶纺织物玻璃金属竹木小项(％)1.3537.903.583.0710.1923.9011.541.410.751.14大项(％)39.246.6649.12含水率(％)52.1生活垃圾元素成分见表2。表2市生活垃圾元素分析表(收到基)单位：％元素符号CHNSO灰份水份Qnet.ar(kcal/kg)收到基数值(％)范围33.58～58.644.34—8.960.53～1.560.09—0.3720.45—31.576.09—29.731.65～3.49617—2953均值43.185.910.890.1726.9720.482.401890.4(7901.8kJ/kg)③垃圾设计热值的确定根据生活垃圾检测报告，生活垃圾热值可以达到5000kJ/kg以上，由于垃圾采样时间为4月份(采样时，连续晴天)，含水分较多果皮类垃圾量较少，垃圾热值相对较高，根据相关生活垃圾焚烧厂类比调查，目前生活垃圾焚烧厂设计值一般在1300~1400kcal/kg，考虑到不利季节垃圾含水量会有所增加，生活垃圾热值会下降，本项目方案中将入炉生活垃圾热值取1380kcal/kg(高热值垃圾6000kJ/kg，可以不添加辅助燃料，满足焚烧炉850℃的要求)。(2)燃煤本工程燃煤由煤炭供应商供应，煤质检验报告，燃煤煤质资料见表4。表4煤质参数表项目单位数值应用基碳Cy％46.1应用基氢Hy％3.28应用基氧Oy％9.70应用基氮Ny％0.80应用基硫Sy％0.56应用基灰份Ay％20.1应用基水份Wy％挥发份vy％29.63应用基低位发热量QDWyKJ/kg(kcal/kg)23413.28(5599.12)项目主要原辅材料为生活垃圾和煤，年运行小时数按8000h计，日运行时间按24小时计。根据环发[2008]82号，流化床焚烧炉处理生活垃圾发电项目，其消耗热量中常规燃料的消耗量按照热值换算可不超过总消耗量的20％。(4)脱硫剂本工程采用炉外加石灰粉的半干法烟气净化工艺达到脱硫脱酸的目的，石灰粉考虑成品外购，其特性要求如下。对应上述垃圾处理量和燃煤量所需的石灰粉耗量见表5。Ca(OH)2纯度≥80％粒度≤150目Dmax≤1mm比表面积15～20m2/g3分钟生石灰消化温升≥60℃表5石灰粉耗量表石灰量垃圾炉容量小时耗量t/h日耗量t/h年耗量t/a100t/d锅炉0.614.44800注：日运行按24h计，年运行按8000h计。(5)活性炭本项目在半干式反应器和布袋除尘器之间串联了活性炭喷射，利用活性炭通过定量给料装置气送进入烟气管道，对燃烧尾气再次进行吸收、净化。(6)锅炉点火燃料锅炉点火采用0#轻柴油。锅炉启动时，首先输送轻柴油至点火器喷嘴，依靠其燃烧热，加热布风板上床料，当床料加热到一定温度时，再启动给煤装置。每台焚烧炉每次点火耗油量为2~3t/h，点火时间为2h/次。因此每台焚烧炉每次点火耗油量为4～6t。3、厂区平面布置本期建设2台日处理50t垃圾的焚烧炉，配2套3MW汽轮发电机组。二、设计内容1、垃圾产生量与特性分析和计算2、垃圾焚烧厂总体设计3、垃圾储存设施的设计4、垃圾焚烧系统设计和设备选型5、焚烧烟气净化系统设计三、设计要求根据规划和所给的其他原始资料，设计相应处理系统，具体内容包括：1、确定处理系统的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；2、处理厂的工艺平面布置图，内容包括：标出处理厂的范围、全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的需要；3、处理工艺流程高程布置，表示各处理构筑物的高程关系、高度以及排放口的标高；4、按施工图标准画出一个主要处理设施的构筑物（一个即可）的平面、立面和剖面图；5、编写设计说明书。1.概述

1.1项目建设的必要性

随着垃圾的发展和城市化的进程，城市生活垃圾的产量、有机组分含量以及热值也日益增加。大量的城市生活垃圾对人们生活环境和城市发展造成了巨大的压力和危害，如何实现城市生活垃圾无害化、减量化、资源化的“三化”处理已经成为研究的焦点。城市垃圾通常的处理方法有填埋、堆肥和焚烧等。实践证明，填埋和堆肥两种方法不仅占用大量土地，耗用时间长，而且垃圾的渗滤液对填埋场及堆肥场附近环境会造成严重影响，破坏生态环境。采用焚烧法处理城市生活垃圾是目前国内外一种比较先进的垃圾处理方法，它能使垃圾处理有效无害化、减量化和资源化，并可将其产生的能量用于发电，因而成为当今处理城市生活垃圾的主流。

二十世纪以来，固体废弃物的排放急剧增加，造成的大气污染、地下水污染、土壤污染、土地占用、自然景观破坏等问题日趋严重。固体废弃物分为工业垃圾和城市垃圾两种，城市垃圾的产量是惊人的。城市生活垃圾产量之大，增长之快，危害之严重，已经广泛引起人们的普遍关注。我国目前的城市生活垃圾处理处置技术最常用的为卫生填埋和露天堆放，占总处理量的79.2%，其次为堆肥化，占18.8%，少量采用焚烧技术，约占2%。

随着科学技术的发展，生活垃圾焚烧的工艺和设备不断完善，采用焚烧方法处理城市生活垃圾可以从垃圾中回收大量的金属和热能。据测定，若措施等当，利用1t城市生活垃圾可获得约300~400kW的电力生产能力。今天为了缓和城市能源短缺，城市生活垃圾可以被看成是第二能源而被加以利用一供热和发电。

1.2

采用的设计标准和规范

生活垃圾焚烧处理工程技术规范(CJJ90-2002\J184-2002)生活垃圾焚烧处理工程技术规范(CJJ90-2009)1.3生活垃圾的产生量生活垃圾产生量是决策垃圾收集、清运、处理与处理规模、处理方式的基础参数，也是确定垃圾焚烧厂处理规模的重要基础数据之一。本项目100t/d的垃圾焚烧炉可以得到保证（考虑到未能全部实现收集的实际情况，按照集中处置率60%计）。因此，选用处理量100t/d的垃圾焚烧炉时，其生活垃圾产生量为：，故满足垃圾处理规模要求。1.4生活垃圾的特性分析1.4.1生活垃圾物理特性分析（1）物理组成及含水率：根据相关检测中心对垃圾中转站的生活垃圾成分的分析检测，该市生活垃圾的组成见表1-1。表1-1市生活垃圾的平均组成(单位：％)类别有机物无机物可回收物动物植物灰土砖瓦陶瓷纸类塑料橡胶纺织物玻璃金属竹木小项(％)1.3537.903.583.0710.1923.9011.541.410.751.14大项(％)39.246.6649.12含水率(％)52.1（2）容积密度：根据参考书【固体废物处置与资源化（第二版）】表2-9典型废物的容积密度，则：组分质量分数/%容积密度/(kg/m3)体积/m3有机物39.243000.1308无机物6.664800.0139纸类10.19800.1274塑料橡胶23.90600.3983纺织品11.54600.1923玻璃1.412000.0070金属0.75900.0083竹木1.142400.0048其他4.981300.0376总质量=100kg体积=0.9204m3故，该生活垃圾的容积密度=。1.4.2生活垃圾化学特性分析元素组成：生活垃圾元素成分见表1-2。表1-2市生活垃圾元素分析表(收到基)单位：％元素符号CHNSO灰份水份Qnet.ar(kcal/kg)收到基数值(％)范围33.58～58.644.34—8.960.53～1.560.09—0.3720.45—31.576.09—29.731.65～3.49617—2953均值43.185.910.890.1726.9720.482.401890.4(7901.8kJ/kg)其中：有机碳含量无机碳含量=热值：根据参考书【固体废物处置与资源化（第二版）】式（2-21a）及（2-22）知：高位热值：低位热值：又因为进行垃圾燃烧计算时应采用低发热热量,即烟气中所含水蒸汽冷却为20°汽态水时所放出的全部热量,用Qd表示。由基本背景资料可知垃圾的元素组成,按下式计算Qd值（式中:C、H、O、S、W分别为垃圾中碳、氢、氧、硫、水分的质量百分数,%。）根据生活垃圾检测报告，生活垃圾热值可以达到5000kJ/kg以上，由于垃圾采样时间为4月份(采样时，连续晴天)，含水分较多果皮类垃圾量较少，垃圾热值相对较高，根据相关生活垃圾焚烧厂类比调查，目前生活垃圾焚烧厂设计值一般在1300~1400kcal/kg，考虑到不利季节垃圾含水量会有所增加，生活垃圾热值会下降，本项目方案中将入炉生活垃圾热值取1380kcal/kg(高热值垃圾6000kJ/kg，可以不添加辅助燃料，满足焚烧炉850℃的要求)。1.5垃圾焚烧厂总体设计（附图）1、本期建设2台日处理50t/d垃圾的垃圾焚烧炉配2套3MW汽轮发电机组。2、焚烧工艺方面采用循环式流化床3、烟气处理方面设计在半干式反应器和布袋除尘器之间串联了活性炭喷射，利用活性炭通过定量给料装置气送进入烟气管道，对燃烧尾气再次进行吸收、净化。2.焚烧设备与焚烧技术选取循环式流化床焚烧炉2.1循环流化床焚烧炉的工艺特点循环式焚烧炉继承了一般流化床燃烧固有的对燃料适应性强的优点，同时提高了流化速度、增加了物料循环回路。大量的物料被烟气带到炉膛上部燃烧，经过内、外循环的多个途径再返回炉膛下部，提高了炉膛上部的燃烧放热份额，增强了炉膛上下部之间的物料交换，使整个炉膛处于均匀的高温燃烧状态，确保烟气在高温区的有效停留时间。能保证垃圾各组分的充分燃尽，使有毒有害物质的分解破坏更为彻底；也防止了局部超温的出现，对常量污染物（SO2、NOx等）的控制更为有力。因此，循环流化床燃烧技术一出现就被能源环境界公认为是一种环境友好型的焚烧方式。其有以下几大优点：2.2循环流化床垃圾焚烧工艺流程说明垃圾运输车经厂经过地磅称重后进入垃圾倾斜平台，再由垃圾倾斜平台卸入垃圾储坑。垃圾储坑是一个密闭且空气为负压的建筑物，以防臭气外逸。垃圾储坑的垃圾通过垃圾抓斗抓到料斗，经两级链板输送机送至焚烧炉前的双滚筒给料机，由焚烧炉的垃圾入口送入焚烧炉燃烧。燃料燃烧时所需的助燃空气因其所起作用不同分为一次风和二次风。一次风取自于垃圾储存坑，这样可以保持垃圾坑的负压，使垃圾坑的臭气不会外逸。用于燃烧调整和燃烧补充的二次风由二次风机供给，二次风吸自锅炉顶部，经布置在锅炉尾部的空气预热器加热后进入焚烧炉。锅炉启动点火时，喷入燃油将循环流化床垃圾焚烧炉的床料加热至一定温度，满足垃圾稳定燃烧后停止喷油。垃圾进入焚烧炉后，首先在炉膛的下部浓相区与炉膛内灼热的床料接触，在一次风作用下，混合燃料与炉膛灼热的床料呈流化状态，并在此区域充分吸收床料的热量。经过干燥、加热、挥发分析出及部分燃烧，产生还原性可燃气体与部分未燃尽的焦炭进入锅炉炉膛上部的稀相区。燃烧后产生的炉渣滞留在焚化炉下部浓相区，由炉床底部排出，经过水冷滚筒冷渣机降温至150℃以下，然后由出渣机输送至渣仓，再进行综合利用。生活垃圾在炉膛浓相区经过加热、干燥、挥发分析出及部分燃烧后，烟气及部分夹带的物料进入炉膛稀相区继续燃烧，稀相区比浓相区体积要大得多，这不但可以进一步燃尽烟气中的可燃性气体以及未燃尽的焦炭，以保持炉膛温度的稳定，而且可以延长高温烟气在炉内的停留时间以分解烟气中的二噁英。垃圾燃烧产生的烟气和夹带的物料在炉膛上部出口出进入旋风分离器，被分离出来的物料进入外置换热器，并通过返料装置被送回炉内，高温烟气通过炉尾部受热面（锅炉管束、省煤器、空气预热器）温度降到155℃左右后进入烟气处理系统。烟气进入循环流化床半干式脱酸除尘反应塔内，与喷入的活性炭和Ca(OH)2相互接触反应，将烟气中的飞灰分离下来。最后，符合排放标准的烟气通过引风机送至烟囱排放至大气。垃圾焚烧后产生的热量经余热锅炉吸收后产生过热蒸汽，供汽轮发电机组发电。2.3焚烧炉的处理垃圾和能力焚烧炉数量：2台；每台炉日处理垃圾量：50t/d总处理垃圾量：100t/d；实际生产能力：100t/d；全年处理量：3333.33t/d；每台炉处理垃圾量超载量为5t/h。2.4焚烧炉性能指标及参数焚烧炉2台日处理垃圾量50t年处理垃圾量33333.33t每台炉每小时烧垃圾量2.1t/h烘干区、燃烬区垃圾厚度0.3～0.5m燃烧区料层厚0.5～0.8m炉渣热灼减率＜3%烟气在炉膛出口温度≥850℃烟气在炉膛出口停留时间≥2秒烟气速度＜5m/s垃圾热值按1380Kcal/kg(6000kJ/kg)设计；汽轮发电机2套3.工艺流程设计计算3.1焚烧的主要参数及热平衡计算就生活垃圾的燃烧而言，可以把生活垃圾看成是由C、H、N、S、Cl、O元素和灰分（矿物质）共同组成的一种固体燃料，生活垃圾的焚烧过程，实质上就是垃圾中这些元素发生剧烈的氧化反应的过程，它首先产生大量的热量和燃烧产物（CO2和H2O等），其次是污染物如SO2和HCl等。根据参考书【固体废物处置与资源化（第二版）】式（9-6b)、（9-7b)、(9-10),得：理论需氧量：理论需空气量：实际空气量：实际燃烧使用的空气量通常用理论空气量的倍数m表示，称为空气比过过剩空气系数。过剩空气量通常占理论需氧量的50%-90%，故m取1.5-1.9，本设计取1.7，则：一次二次空气量分配按照供应商提供的规格确定，一般一次空气量占总燃烧空气的60%-70%，最高可达80%，二次空气占30%-40%，最低达15%，此处选择一次空气为66%，二次空气为34%，因为该垃圾产生热值不大于5000，二次空气的注入会使炉膛温度下降，所以采用间断注入。3.2燃烧产物的烟气量垃圾燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。垃圾完全燃烧后生成烟气的主要成分是CO2、SO2、H2O、N2和O2，其中O2是当n＞1时才会有的。而其他成为所占容积比例很小，量级在10-2以下，故计算烟气量时忽略不计。当n≠1时，称实际烟气量（Vn）；当n＝1时，称理论烟气量（V0）。实际燃烧烟气量Vn为式中分别是燃烧产物中所包含的CO2、SO2、H2O、N2、O2和HCl的数量。其中故生活垃圾在n＞1时，完全燃烧后的实际烟气量为按我国锅炉计算标准，干空气的含湿量g＝10g/kg；将空气过剩系数n=1.7代入，可得垃圾燃烧产生的烟气量：3.3绝热火焰温度的计算垃圾燃烧温度的特征参数是“绝热火焰温度”ta，指的是焚烧释放的全部热量加热焚烧产物所能达到的温度。由于生活垃圾的成分和热值波动性比性能稳定的煤、油和燃气要大得多，工程上可采用近似加以计算。以1kg生活垃圾为基准，根据热平衡可用下式计算绝热火焰温度。式中：Qd——生活垃圾低位热值，kJ/kg；n——空气过剩系数；L0——为垃圾理论空气需要量，m3/kg；Cpk——为空气平均比热容，1.03kJ/(kg·℃)；Cpy——烟气平均比热容，kg/(kg·℃)；ta——为绝热火焰温度，℃；tair——空气预热温度，℃。则由下式可计算得出：3.4可焚烧过程的物质平衡计算城市生活垃圾焚烧工厂的物料平衡是根据生活垃圾特性、焚烧炉型、余热利用方式、环境保护标准等设计条件来计算。计算的基础是理论上的生活垃圾燃烧、烟气处理和水处理的方式、化学反应式过量空气系数、投入的化学药品量等。下图为生活垃圾焚烧系统物料的输入与输出概念图，根据质量守恒定律，输入燃烧系统的物料质量等于输出的物料质量，其计算公式为:式中：M1，入——进入生活垃圾焚烧系统的垃圾量，kg/d；M2，入——焚烧系统的实际空气供给量，kg/d；M3，入——焚烧系统的用水量，kg/d；M4，入——投入焚烧系统的所有化学试剂量，kg/d；M1，出——焚烧系统排放的干烟气量，kg/d；M2，出——焚烧系统排放的水蒸气量，kg/d；M3，出——焚烧系统排放的废水量，kg/d；M4，出——焚烧系统排放的飞灰量，kg/d；M5，出——焚烧系统产生的炉渣量，kg/d。一般情况下，城市生活垃圾焚烧系统的物料输入量可以简化为生活垃圾量G垃圾（t/h）、供给空气量G空（t/h）、给水量三个主要项，而输出量则以干烟气量my（t/h）、飞灰质量afh（t/h）、炉渣ah（t/h）三个主要项，以此进行简化物料平衡计算参数。渣量为生活垃圾中灰渣的量未燃的可燃物的量之和。本设计中，生活垃圾处理量G垃圾=100÷24=4.17t/h，实际空气量G空=Ln∙ρ空=7.68×1.293=9.93t/h其中，ρ空——空气相对密度（t/m3）炉渣质量：ahz=G垃圾∙A/(1-LOI)=4.17×20.48/(100-5)=0.90t/h式中：A——垃圾中灰分的含量（%）LOI——垃圾的热灼减率，取5%飞灰含量为处理垃圾量的0.5-5%，本设计中可按2%取值，则afh=G垃圾×2%=4.17×2%=0.09t/h根据质量平衡可求得生活垃圾焚烧厂的排烟量my=(G垃圾+G空)-(ahz+afh)=（4.17+9.93）-（0.90+0.09）=13.11t/h综合以上数据列出焚烧炉的物料平衡表物料平衡表收入项支出项符号项目数值百分比符号项目数值百分比t/h%t/h%G垃圾垃圾量4.1729.58my排烟量13.1192.98G空空气9.9370.42ahz炉渣量0.906.38afh飞灰量0.090.64ΣG合计14.1100ΣG合计14.11003.5焚烧过程的能量平衡生活垃圾焚烧时会释放一定的热量，在生活垃圾焚烧炉内，为了垃圾的完全燃烧保证无害化效果，焚烧炉内保持一定的温度和一定的燃烧时间，此后高温烟气通过伤势锅炉进行热能回收，最后经过净化处理向大气中排放。垃圾和辅助燃料燃烧释放的热量除部分被有效势利用外，还有一部分随排烟带走，一部分随灰渣带走，部分从炉墙中向外散失掉。另外，由于存在部分不完全燃烧的成分，因此根据热力学第一定律——能量守恒定律，垃圾焚烧系统的热平衡计算表达式如下式所示。城市生活垃圾焚烧系统热平衡如下图。式中：Q1，入——生活垃圾焚烧时所放出的热量，kJ/h；Q2，入——辅助燃料燃烧时所放出的热量，kJ/h；Q3，入——空气带入的物理热量，kJ/h；Q1，出——余热利用有效热量，kJ/h；Q2，出——排烟热损失，kJ/h；Q3，出——机械和化学不完全燃烧热损失，kJ/h；Q4，出——焚烧炉散热损失，kJ/h；Q5，出——焚烧炉渣及飞灰带走的物理热损失，kJ/h。一般情况下，城市生活垃圾焚烧系统的热输入项可以简化为生活垃圾燃烧所产生热、助燃空气带入物理热的两个主要项，而热输出项则以烟气带走物理热、产生蒸汽或热水的有效热、炉渣及飞灰带走的物理热和炉体散热四个主要项，以此进行简化热平衡计算参数。生活垃圾焚烧系统各部分的热量计算如下:（一）供入热及带入热1.垃圾燃烧热Q1，入=G垃圾×Qd=4.17×103×6000=2.502×107kJ/h式中：Qd——生活垃圾的低位发热值,kJ/kg。2.空气带入的物理热：Q2，入=Vk·Cpk·t0式中：Vk：空气流量；Cpk：温度为时的比热容；t0：供入空气的环境温度由于以环境温度为基准点，空气带入的物理热为：Q2，入=0则：Q入=Q1，入+Q2，入=3.13×108kJ/h支出热余热利用有效热：为高温烟气与冷水换热产热水或蒸汽的过程的交换热，有效热利用的高低也就是热水的吸热量大小，即Q1，出=m(h1+h2)式中：m：热水循环水量；h1,h2：分别为热水焓、回水焓，。在焚烧过程中，垃圾中含能可用于供热或发电的实际能量转化率分别为60%～82%和20%～27%，考虑到垃圾焚烧的实际情况，设计中垃圾利用率选用η=40%。Q1，出=ηQ1，入=40%×3.13×108kJ/h=1.25×108kJ/kg排烟热损失：烟气经过余热利用后，还带有的部分物理热随烟气排到大气中。排烟热损失就是指这一部分热量，可用下式计算。Q2，出=my·Cpy·(ty-t0)式中，my——为烟气流量，t/h；已通过物料平衡计算得出；Cpy——烟气平均比热容，kJ/(kg·℃)，近似可取1.23kJ/(kg·℃)；ty——排烟口温度，设定急冷前烟气平均温度为430℃；t0——供入空气的环境温度，t0取值为20℃。由于烟气在急冷系统中该如何利用烟气中带有的热量，目前还未见到较好的解决方法，故本垃圾焚烧炉热平衡中的排烟热损失按烟气急冷前的排烟热损失计算。设定急冷前的烟气平均温度为430℃，查得此温度时烟气各成分的比热为（烟气的主要成分为二氧化碳、水蒸气、氮气、氧气和二氧化硫，其他的微量在热平衡的排烟热损失时可忽略不计）CCO2=0.992kJ/(kg·℃)，CH2O=1.957kJ/(kg·℃)，CN2=1.060kJ/(kg·℃)，CO2=0.969kJ/(kg·℃)，CSO2=0.713kJ/(kg·℃)。此时，由V%=Vn/Vi得烟气的体积分数组成为：CO2=9.68%；H2O=9.36%；N2=72.96%；O2=7.98%；SO2=0.01%，则烟气的质量分数组成为：CO2=14.72%；H2O=5.82%；N2=70.61%；O2=8.83%；SO2=0.02%故:不完全燃烧热损失:包括气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失。计算气体不完全热时，忽略H2、CH4的不完全燃烧热损失，只计算烟气中CO不完全燃烧热损失。设计时气体不完全燃烧损失量按供入量的1.0%取值。计算固体不完全燃烧热损失量时按热供入量的4%取值。Q3出=(1%+4%)∙Q1入=(1%+4%)×3.13×108=1.56×107kJ/h灰渣、飞灰物理热损失:垃圾焚烧炉排渣为固态排渣，具有较高的温度，灰渣的量因垃圾中的灰分含量而异，具有一定的热损失，而飞灰的温度与灰渣的相差不多，比热容却不大，量也不多，热损失也在1%以下，故飞灰的热损失可以忽略不计，而将质量计入灰渣总量中。5.炉体散热损失可根据经验数据计算，在生活垃圾焚烧炉中一般按供入热量的3%-5%计，炉体散热损失取供入热的5%，则：故：相对误差：收入项支出项符号项目数值百分比符号项目数值百分比kJ/（）%kJ/h（）%Q1入垃圾燃烧3.13100Q1出余热利用有效1.2568.7Q2入空气带入0Q2出排烟热损0.25814.2Q3出不完全燃烧热损失0.1568.5Q4出灰渣物理热损0.00240.1Q5出炉体散热损失0.1568.5ΣG合计3.13100ΣG合计1.821003.6垃圾仓与加料设备的设计和布置垃圾仓是对垃圾进行输送、中转、和预处理的场所。一般而言，生活垃圾的原始堆积密度约为0.5t/m3，在仓内堆积压实后，其规程密度交增大到0.8-0.9t/m3。城市生活垃圾进仓以后，要经过翻仓、堆垛、发酵，一般存放3d以后才能卷入焚烧炉焚烧处理。通常在5d左右（冬天一般在7d左右）后，生活垃圾沥水和发酵才正合适，存放过短，垃圾自然干燥和发酵程度都不够；存放过长，发酵出来的可燃气体会过多逸出，造成安全隐患。因此从理论上分析得出下式。V=aTN式中：V：垃圾容积，m3；a：容积系数，一般为1.2～1.5；T：存放时间，d；N：日焚烧垃圾容积量，m3/d。一般操作总是把当天的垃圾都堆放在一起，5～7天前的垃圾在一起燃烧。垃圾吊机的负荷率比一般供物料搬运输送的吊机高得多，原则上设计两台吊机，按1/3投料、1/3翻仓倒料、1/3待机考虑。城市生活垃圾在料仓中的堆积角约为75°。配备的垃圾吊机的橘瓣式抓斗其张开直径为3m多。垃圾仓长度方向与焚烧炉对齐。垃圾仓越深，底部的垃圾被压得越结实，抓斗越难抓起来，渗滤液越难以排出。所以垃圾仓垃圾的堆积深度一般为12～18m。本设计中焚烧炉的长度为m，设计的垃圾仓内壁长度为L=50m，堆积深度H=15m。垃圾仓的容积计算中a=1.4，T=7d，垃圾的堆积密度取0.8t/m3，那么垃圾仓的容积为:V=aTN=1.4×7×100×0.8=7840m3垃圾仓的宽度B为：B=V/(L×H)=7840÷（50×15）=10.5m则，垃圾仓的设计参数如下表：垃圾仓容积7840立方米垃圾堆积深度15米垃圾堆积密度0.8t/m3焚烧炉尺寸50m×10.5m×15m抓斗展开直径3m焚烧炉的加料漏斗挂在加料漏斗层，通过垃圾吊车将间接垃圾供料变为均匀加料。垃圾通过竖溜槽送到给料机。垃圾竖溜槽可通过液压传动夹板关闭。竖溜槽的尺寸选择要满足溜槽中火焰室密封闭合。给料机根据要求向焚烧炉配送垃圾。3.7炉排机械负荷护排机械负荷是表示单位炉排面积的垃圾燃烧速度的指标，即单位炉排面积，单位时间内燃烧的垃圾量，kg/(m2·h)G=W/tA式中：G:炉排机械负荷，kg/(m2·h)；W:垃圾燃烧量，kg/d；T:运行时间，h/d；A:炉排面积，㎡。焚烧炉的处理能力G=50t/d，运行时间t=24h/d，单台焚烧炉的机械负荷G=100kg/(m2·h)，那么单台焚烧炉排面积为：A=W/tG=50×103/(24×100)=20.9㎡3.8燃烧室热负荷qv燃烧室热负荷是衡量单位时间内单位容积所承受热量指标，燃烧容积为一、二次燃烧室之和。qv=m[Qd+CpkLn(ta-t0)]/V式中：m:单位时间的垃圾燃烧量，kg/d；Qd:垃圾的平均低位热值，kJ/kg；Cpk:空气平均定压比热容，kJ/（m3·℃）；ta:预热空气温度，℃；Ln:单位质量的垃圾获得的平均燃烧空气量，m3/kg（标准状态）；t0:环境温度，℃；V:燃烧容量积，m3热负荷值的范围一般如下：连续运行焚烧炉为3.36×105～6.3×105KJ/(m3·h)；间断运行焚烧炉为1.68×105～4.2×105kJ/(m3·h)。设计焚烧炉单台处理能力2.5t/h=2.5×103kg/h,Qd=1380kJ/kg,设计值t0=20℃,ta=230℃,Ln=7.23m3/kg,Cpk=1.30kJ/（m3.℃）,qv=5×105kJ/(m3·h),那么燃烧室的容积为V=m[Qd+CpkLn(ta-t0)]/qv=2.5×103[6000+1.3×7.23（230-20）]/（5×105）=34m34.焚烧烟气净化系统设计4.1烟气净化系统的选择本项目在半干式反应器和布袋除尘器之间串联了活性炭喷射，利用活性炭通过定量给料装置气送进入烟气管道，对燃烧尾气再次进行吸收、净化。活性炭外购，年用量16t/a(烟气处理0.1g/m3)。半干式处理流程特点：典型处理流程由半干式洗气塔与静电除尘器或