城市垃圾焚烧厂基本实用工艺全参数与物料平衡设计

《城市垃圾焚烧厂基本实用工艺全参数与物料平衡设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市垃圾焚烧厂基本实用工艺全参数与物料平衡设计（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、城市垃圾焚烧厂基本工艺参数与物料平衡设计学院：专业：环境工程指导老师：学号:二0三年一月二十四日目录前言 1第一章 概论 11.1 城市生活垃圾处理与利用 11.1.1 卫生填埋法 11.1.2 堆肥与垃圾再生利用 21.1.3 垃圾焚烧法 21.2 设计背景 31.2.1 国垃圾焚烧厂的现状 31.2.2 国的垃圾焚烧设备现状 41.3 设计标准 41.4 设计目的 5第二章 方案选定 52.1 设计原则 52.1.1 技术原则 52.1.2 污染控制项目 62.2 余热利用 72.3 烟气净化工艺 7第三章 设计计算 83.1 城市生活垃圾成分分析 83.2 燃烧空气的计算 93.2.1

2、理论空气需要量 93.2.2 实际空气需要量 103.2.3 燃烧产物的烟气量 10绝热火焰温度的计算 113.2.5 焚烧过程的物质平衡计算 123.2.6 焚烧过程的能量平衡 14第四章 焚烧炉炉型选择及计算 184.1 概述及原则 184.2 机械炉排焚烧炉 184.3 焚烧炉选择 194.4 炉排机械负荷和热负荷计算 20第五章 结论及建议 22第六章 设计小结 23参考文献 25、八、刖言城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的废弃物或丢弃物，是固体废物的一种。城市生活垃圾具有产量大、增 长快、危害重等特点，已经广泛引起人们的普遍关注。 我国目前的城

3、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%,仅2%勺生活垃圾采用的处理方式是焚烧技术，见图 1。图1城市生活垃圾处理与处置方式饼状图焚烧，2%KE, is. m卫生填坦利篦天堆旗 堆肥婕烧T-牛埴埠和露天堆放.79. m垃圾焚烧方法与其它处方法理相比较，能更好地达到垃圾处理无害化、减量 化、资源化的目标，且具有占地面积小，运行稳定、卫生、可靠,对周边环境影响 小等优点。城市生活垃圾焚烧技术在美国、日本等发达国家已得到广泛应用，并 产生了良好的环保和经济效益。焚烧垃圾、回收能源的方法是我国处理城市生活 垃圾的一个主要发展方向。第一章概

4、论1.1城市生活垃圾处理与利用城市生活垃圾的填埋、堆肥及焚烧三种工艺的简介及优缺点的比较卫生填埋法卫生填埋法是国外应用最为广泛的垃圾处理方法， 此方法处理量大，方便易 行，但填埋场占用大量的土地资源，不发达国家和发展中国家由于经济落后， 大 多采用简易填埋法，其产生的垃圾渗滤液对地下水和地表水造成严重的二次污 染。卫生填埋是指能对填埋场气体和渗滤液进行控制的填埋方式，卫生填埋与简 易填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气收集处 理，垃圾表层覆盖压实作业等措施， 从而避免了目前采用的简易填埋方式下产生 的二次污染。 在我国卫生填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段， 也是现阶

5、段 我国垃圾处理的主要方式。卫生填埋优点：技术成熟，运行管理简单， 处理量大，灵活性强，适用围广， 投资及运行费用较低。卫生填埋缺点：选址较困难、减容效果差、占地面积大、对周围环境会有一 定影响。堆肥与垃圾再生利用 堆肥是使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反应， 最后形成腐 殖质，可作肥料或土壤改良剂。 堆肥包括好氧发酵和厌氧发酵两种方式。 一般常 用好氧发酵工艺， 周期短、无害化效果好。堆肥法依靠自然界中广泛存在的细菌、 放线菌、真菌等微生物， 人为地、 可控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的 腐殖质转化的生物化学过程。 通过堆肥化我们可以把有机物转化为有机肥料， 这 种有机肥料

6、作为最终产物不仅稳定，而且不危害环境。堆肥法的优点： 投资较低，技术简单、 有机物分解后可作为肥料再利用从而 达到资源的循环利用，垃圾减量明显。堆肥法的缺点：对垃圾分类要求高、 有氧分解过程中产生的臭味会污染环境， 堆肥成本过高或质量不佳影响堆肥产品销售。垃圾焚烧法焚烧法是将垃圾中的可燃成分在高温（800C1000r）条件下经过燃烧反 应，可燃成分充分氧化， 最终成为无害稳定的灰渣。 焚烧法一般可使垃圾大幅度 减容，大大减少了占地并能回收热能用于生活取暖和发电。 焚烧是目前世界上 些经济发达国家广泛采用的一种城市生活垃圾处理技术。焚烧处理的优点有：（1）圾焚烧处理后，垃圾中的病原休被彻底消灭，

7、燃烧过程中产生的有毒 有害气体和烟尘经处理达标后排放，无害化程度高；（2） 经过焚烧，垃圾中可燃成分被高温分解后一般可减容80 90，减容效果好，可节约大量填埋场占地，经分选后的垃圾焚烧效果更好；（3）垃圾被作为能源来利用，垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被转变 为蒸汽，用来供热及发电， 还可回收铁磁性金属等资源， 可以充分实现垃圾处理 的资源化；（4）垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区 建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离， 对于经济发达的城市， 可因地制宜， 发展以焚烧、减容为主的综合处理。（5）焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响； 焚烧处理的缺点有：（1）焚

8、烧法投资大，占用资金周期长；（2）焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不低 5000kJ/kg,限制了它的应用 围。（3）焚烧过程中产生的二噁英问题，必须有很大的资金投入才能进行有效 处理。因此，卫生填埋方法适用于选址容易、 生活垃圾混装的城市。 堆肥法适用于 卫生填埋场地缺乏， 城市生活垃圾垃圾分类系统较完善且生活垃圾中可生物降解 的有机物含量大于 40%的城市。焚烧处理方法适用于卫生填埋场地缺乏、生活垃 圾热值高、经济条件较发达的城市。1.2设计背景国垃圾焚烧厂的现状2009 年，我国大陆地区已经运行的垃圾焚烧厂为 93 座，日处理总规模 71,253t,单位厂日处理规模766.16t,实际日

9、处理量55,396t,实际单位厂日处理 量595.66t，焚烧设施利用率77.75%。与欧盟、日本、美国等其他国家的垃圾焚 烧厂建设运行情况比, 我国单位垃圾焚烧厂处理规模最大, 结合历年垃圾处理情 况,说明我国垃圾焚烧厂的建设规模趋于大型化。此外 2010年垃圾焚烧厂达到 106 座,表明我国垃圾焚烧项目正在高速发展中。从年等效利用时数与焚烧设施 利用率看, 我国垃圾焚烧厂的运行状况处于偏低水平, 表明需进一步提高我国垃 圾焚烧厂的运行管理水平。 另一原因是, 我国的垃圾焚烧技术是炉排型与流化床 型（处理规模占 30%以上）焚烧炉技术共同发展。其中,采用流化床焚烧锅炉的 多属于大中型垃圾焚烧

10、厂,但等效利用时数及焚烧设施利用率低于炉排型焚烧 炉，需提高其设施的可靠度。国的垃圾焚烧设备现状我国炉排型焚烧炉装备国产化的路线图是： 引进消化吸收创新。 至今， 国际公认的优秀焚烧技术设备都已引进到我国， 各项可靠性指标都较高， 对我国 垃圾特征的适应性基本良好， 但 DCS 尚不能充分发挥功能。 在消化吸收过程中， 引进技术国产化设备的类型有 5(已运行) +1(未运行)种，技术原型有 MATIN 、 CITY2000 、VON ROLL 、SIGHERS、WATERLUE 及 VOLUND 。全面引进技术、 结构、制造、组装、调试等的国产化设备运行良好；但无全面引进的设备需注意 防止重大

11、故障发生。 在焚烧设备国产化进程中， 炉排片铸造质量与钢结构加工精 度达到引进技术的要求甚至高于了引进部件的要求； 设备装配精度仍有进一步提 高空间；液压缸的质量与国际先进水平尚有差距。 我国一些企业自主研发的垃圾 焚烧装备主要以小型设备为主， 大部分可靠性较低， 一些环保不达标的企业已被 关停。1.3 设计标准垃圾焚烧技术应用的首要标准是使垃圾无害化， 其次是减量化和资源化。 为 达到无害化的目的， 在垃圾焚烧厂的设计、 施工和运行过程中都必须依据有关法 律和标准，严格控制二次污染。焚烧过程中可能产生的二次污染主要是烟气。 烟气由两部分组成， 一部分是 颗粒很小的飞灰，如余热锅炉排灰、喷雾反

12、应器排灰、袋式除尘器排灰等。另一 部分是气体污染物，如氯化氢、氮氧化物、二噁英、碳氢化合物等。飞灰是一类 浸取毒性很大的复杂颗粒物， 含有重金属和有机物等。 对于这类固体污染物的处 理指标，其毒性的浸取实验应符合地表水水质标准。 通常采用的处理方法有安全 填埋法、水泥和沥青固化法。 另外一种方式是用水泥适当固化后， 在专有的安全 填埋场进行填埋， 固化标准按接纳固化物的填埋场的要求执行。 飞灰总量约占焚 烧垃圾量的 3%。城市生活焚烧厂应严格执行生活垃圾焚烧处理工程技术规 。 生活垃圾焚烧污染控制标准( GB18485-2001) 城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准(建标 2001213 号

13、) 生活垃圾焚烧处理工程技术规( CJJ90-2009) 生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术规( CJJ128-2009)1.4设计目的设计背景来源于某市垃圾焚烧发电工程，计划建设2台500t/d垃圾处理能力 的机械炉排焚烧炉，配套设置 22MW汽轮发电机组。主要处理江北西部城市生 活垃圾，服务区人口 90万人，人均垃圾产生量为1.2 kg/d .p,服务区总垃圾量为 1000 t/d。焚烧厂设计日处理能力1000吨，项目总投资39145万元，其中环保投 资3267万元。本设计的设计任务是完成垃圾焚烧厂焚烧工况设计与物料平衡、热量平衡图计算，并绘制焚烧系统关键设备工艺图。第二章方案选定2.1设计

14、原则技术原则焚烧厂的建设规，应根据焚烧厂服务围的垃圾产量、 成分特点以及变化趋势 等因素综合考虑确定；并应根据处理规模合理确定生产线数量和单台处理能力。 焚烧厂建设规模分类与生产线数量宜符合表1的规定。表1建设规分类与生产线数量类型额定日处理能力(t/d )生产线条数(条)I类1200以上34II类600120024III类15060023IV类5015012注：W类中1条生产线的生产能力不宜小于50d/t; 川类中1条生产线的生产能力不宜小于75d/t; 额定日处理能力分类中，n、川类含上限值，不含下限值。焚烧厂建设项目由焚烧厂主体工程与设备、配套工程、生产管理与生活服务 设施构成。具体包括

15、下列容：一、焚烧厂主体工程与设备主要包括：(1) 受料及供料系统：包括垃圾计量、卸料、储存、给料等设施；(2) 焚烧系统：包括垃圾进料、焚烧、燃烧空气、启动点火及辅助燃烧等设施；（3）烟气净化系统：包括有害气体去除、烟尘去除及排放等设施；（4）余热利用系统：包括余热锅炉、空气预热器、发电或供热等设施；（5）灰渣处理系统：包括炉渣处理系统与飞灰处理系统，炉渣处理系统主要 包括出渣、冷却、碎渣、输送、储存和除铁等设施；飞灰处理系统主要包括飞灰收集、输送、储存等设施；（6）仪表与自动化控制系统。二、配套工程主要包括：总图运输、供配电、给排水、污水处理、消防、通 信、暖通空调、机械维修、监测化验、计量、车辆冲洗等设施。三、生产管理与生活服务设施主要包括： 办公用房、 食堂、浴室、值班宿舍、 绿化等设施。焚。烧炉选择应符合下列要求：（1）对垃圾特性适应性强，在确定的垃圾特性围，保持额定处理能力；（2）焚烧炉烟气温度和停留时间应满足国家有关技术标