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1、小型垃圾热解气化处理成套装置技术说明书江亦丰窿JIANG5UFENGXI江苏丰溪环保科技有限公司1 概述12 项目背景23 工艺原理和流程33.1 工作原理43.2 工艺流程53.3 环保特性74 各工艺单元结构和功能95 主要特点116 技术靓点127 主要技术参数和报价148 附件-检测报告151概述江苏丰溪环保科技有限公司，位于江苏省无锡市胡埭工业园区，是一家专业从事垃圾处理设备研发、设计、生产与销售的科技型企业。结合我国“十二五”规划，紧紧围绕节能减排的国家产业政策，针对目前我国农村乡镇垃圾仍采用简单填埋、露天焚烧以及随意倾倒等落后处理方式所造成的环境污染问题，以及在垃圾收集、运输、处
2、理过程中成本过高，缺乏资金等面临的现实困境，以“无害化、减量化、资源化”为宗旨，以“系统化、自动化、景观化”为目标，秉承“垃圾处理场看不见垃圾”的理念，联合同济大学热能与环境工程研究所，成功研发了“小型垃圾热解气化处理成套装置”，专门用于处理农村可燃固体废弃物，如农村生活垃圾、生产垃圾、秸秆等。该装置各项环境排放指标均优于生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)的要求，二嗯英排放完全达标，优于欧盟标准。装置运行时，除首次点火需要借助外界能源外，运行时无需添加辅助燃料，在不外加除尘设备的情况下，烟气可直接达标排放。是一种投资和运行成本都很低，操作简单，高效清洁的垃圾处理技术和设备。符
3、合我国农村垃圾处理的现实需求，填补了乡镇一级垃圾处理设备的空白，是最新研制的第五代生活垃圾处理装置。2项目背景在新农村建设的背景下，我国农村面貌焕然一新，农村的基础设施明显得到了改善。然而伴随着农民物质生活水平提高的同时，也出现了许多的不协调之处：生产、生活垃圾随意堆放，致使农民的房前屋后成了垃圾场，房屋附近的农田也成了垃圾站，行走的道路更是充斥着五颜六色的垃圾袋。卫生部调查显示，目前农村每天每人产生的生活垃圾量为0.86公斤，全国农村每年的生活垃圾量接近3亿吨，垃圾围村”已经形成，这直接威胁到农民的生产生活用地，威胁到农民的生活环境，威胁到村庄公共事物的治理。在垃圾收集、运输、处理等的过程中
4、，需要大量的资金，由于农村居住分散，交通不便，特别是在一些山区，对垃圾进行处理的成本更高。而我国多数乡镇财政困难，无力承担巨额的垃圾处理费用，难以筹集垃圾处理资金。目前我国农村垃圾处理所面临的现实问题迫切需要开发一种投资成本和运行成本低，操作简单，高效清洁的垃圾处理技术和设备。3工艺原理和流程3.1 工作原理热解气化炉内燃烧层次的分布如图1所示我歧进料干燥层热解气层谯烧层fa 热尽层 灰斗等习理气体，功6 H0 H?密近原区一匚:产C匚六4口8汉口Id饱为止COwCVCCM 62kJA1C-hHiOCC+HHPkJymolg 2H；（XCV2 H#75 kJ AnolHa=dl 4-37 U/
5、mcii图1工作原理示意图in 2 ! ! ：一将裤产捌1烷类（CnHm? ,C0,集油热解气化炉从上到下，依次为干燥层、热解气化层、燃烧层、燃尽层垃圾首先在干燥层由炉膛壁面辐射，高温热解气化烟气对流以及热解气化层导热三方作用下干燥，其中的水分挥发干燥后垃圾在热分解段和气化燃烧段分解成一氧化碳、气态烃类等可燃物进入混合烟气中。热解气化后的残留物（液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质）进入燃烧层充分燃烧。燃烧层沿高度方向可分为氧化区和还原区。氧化区内发生碳、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧温度可达到8501000，燃烧产生的热量用来提供还原区、热解气化层和干燥层所需的热量。
6、还原区内CO和WO被炽热的C还原，产生CO,H2等可燃气体，进入混合烟气中。燃烧层产生的残渣经过燃尽层继续燃烧完全后,经偏心炉排的机械挤压、破碎,落入灰斗进入出灰小车。热解气化炉产生的混合烟气进入二燃室燃烧。助燃空气，以及来自预干燥段的水蒸汽和低沸点可燃气体由热解气化炉底部旋转炉排上方一次风管送入炉膛。其中，空气能给燃烧层提供充分的助燃氧。当燃烧过程中消耗了大量氧后,空气在上行至气化段和热分解段时继续提供参与反应的氧。而干燥产生的水蒸汽可作为热解气化层的部分气化剂。立式炉型和独特的风管送风方式满足了垃圾在关键的热分解气化阶段温度和反应空气量（欠氧和无氧）的条件,并能使参与反应的垃圾维持在这个环
7、境下足够的时间。由此可以看出,垃圾在热解气化炉内经热解后实现了能量的两级分配,热解成分进入二燃室焚烧,热解后的残留物在热解气化炉的燃烧段焚烧,垃圾的热分解、气化、燃烧形成了沿向下运动方向的动态平衡,在投料和排渣系统连续稳定运行的外部条件下,炉内各反应段的物理化学过程也连续、稳定地进行,因此热解气化炉可以连续地、正常地运转。烟气进入二燃室后向上折流90，与1级燃烧器提供的高温旋流空气充分混合，并绕着二燃室中心旋风器旋转，增加气体在二燃室的湍流程度，并剧烈燃烧；随后烟气经过4次折流，依次流过2级燃烧器、3级燃烧器和4级燃烧器后，进入沉降室除尘。每级燃烧器均能提供的高温旋流空气，补充烟气中的氧气,使
8、热解过程产生的可燃物在二燃室的富氧、高温条件下充分燃烧。烟气在二燃室的停留时间超过2.0s,焚烧温度达到900左右。烟气在二燃室中的运动状况使得二燃室同时起到了离心除尘的作用,烟气,由排灰装置排出二燃室。3.2 工艺流程热解气化成套设备由筛选装置、（磁选装置）、粉碎装置、抓斗、蛟龙输送机、一燃室、二燃室、旋转炉排、急冷塔、引风机、（布袋除尘器）、烟囱、自动控制系统等组成。垃圾经筛选、磁选、破碎后，由抓斗送入蛟龙输送机再输送至一燃室的进料口，到达烘干段。该热解气化炉的燃烧过程分两个阶段,第一阶段为缺氧状态的热解气化和燃烧，在一燃室内进行，工作温度控制在750c左右，使垃圾中的不挥发的可燃物完全燃
9、烧，而可燃的挥发性气体则进入二燃室；第二阶段为过氧燃烧，在二燃室内进行，工作温度控制在900-1100C,使一燃室送入的可燃气体与充足的高温空气混合，形成涡流，充分燃烧产生高温烟气在烟道中多次折流，进入1级和2级沉降室除尘后，送入极冷塔快速冷却，其工艺流程如图2所示.二燃室一燃室图2小型垃圾热解气化装置工艺流程方框图3.3 环保特性环保性能优异是本热解气化焚烧技术的最大优点,本技术与垃圾直接焚烧技术最根本的区别就在于热解气化焚烧技术解决了烟气污染问题,无二次污染,烟气达标排放。尤其对抑制二恶英的产生有显著效果。由于炉排直接焚烧是一个强氧化过程,焚烧过程中会产生大量的SO2、HCl和NOx,同时
10、,因炉排无法承受1000以上的高温,使焚烧的工作温度受到限制，而1000以下的焚烧温度难于使二恶英完全分解。热解气化焚烧技术的核心就是可抑制二恶英。其一，在二燃室内,采用过氧燃烧,将温度控制在850-1000气体停留时间大于2秒,能使多氯联苯类物质、残炭等完全燃烧分解，使二恶英残留量极少。其二，已分解的多氯联苯类物质在有CuCl2、C原子催化的条件下，在250-300期间会再合成二恶英。但在一燃室内,温度控制在600至800,控制给氧量呈还原气氛,铜、铝、铁不会氧化,没有CuO等产生也不会有CuCl2的产生和存在,也就没有使二恶英再合成的催化剂（CuO、CuC12等化合物）,没有了CuCl2和
11、碳原子的催化，二恶英的合成也就没有了可能。同时热解气化技术还能减少NOx和SO2的排放，这是因为一燃室缺氧燃烧属还原性气氛，N、S极少氧化而被残留在渣中。而独特的二燃室设计确保烟气形成湍流，与空气中的氧气充分混合，所需空气过量程度低，相应地减少了来自空气的N源，使得NOx排放降低。止匕外，有研究表明，热解气化反应后，垃圾中含有的氯元素绝大部分转移到固相产物（底渣）中，使得排烟中HCl含量大低于常规生活垃圾焚烧炉的标准限值。因此，热解气化焚烧技术和环保性能特别好，它代表了垃圾焚烧技术的发展方向。表1主要炉型技术特点比较比较项目机械炉排炉流化床炉热解气化炉燃料适应性主要热值在3300kJ/kg以上
12、的生活垃圾，成分和热值变化对焚烧有影响。对垃圾的均匀特性要求一般。当热值大于3760kJ/kg,水分小于50%时,可不添加辅助燃料主要热值在3300kJ/kg以上的垃圾、污泥等，成分和热值变化对焚烧影响不大，适应性广。一般需添加辅助燃料。主要热值在3300kJ/kg以上的垃圾，布括生活、工业和医疗垃圾等。除点火过程，一般不添加辅助燃料。焚烧方式层燃方式半室燃，采用煤粉流化燃烧技术，但由于垃圾性状的限制，流化状态不易控制。层燃与室欠相结合，分级燃烧，通过控制空气量，控制炉膛燃烧工况，合理分配化学能的释放，达到更优的燃烧状况燃烧工况无强烈辐射，容易局部断火形成夹生，甚至造成熄火。启后英砂辅料南热，
13、燃烧工况较稳定。炉型紧凑，热强度大，炉温分层，有利于燃烧燃烧性能垃圾基本不需预热处理。炉膛燃烧温度在900c左右，当垃圾热值合适时，燃烧较充分，灰渣灼减量在3%5%之间；当垃圾热值彳氐于3760kJ/kg时,需投入较多辅助燃料；垃圾热值过高时，可能出现结焦。对燃料粒度有较高要求，需进行初分捡或破碎，一般垃圾粒径要求在150mm以下。由于炉膛内热容量很大，对垃圾成分、热值波动不敏感、燃料适应性较广，灰渣灼烧减量1%。但是具有一定的床料（如石英砂等）消耗。垃圾基本不需预热处理。一燃室热解温度为700C以下，二燃室温度控制在850c以上，可燃成分分解完全，燃料充分，灰渣灼烧减量3%。燃烧捽制缓慢燃烧
14、条件较每燃料话应性较好温燃料活应性好燃烧比较项目机械炉排炉流化床炉热解气化炉杂，温度自动控制较难。度波动不大，温度控制较易实现。稳定，温度控制容易实现。设备结构焚烧炉外型较大，需多层钢平台供操作维护用。炉排为转动部件，维修较复杂，维修量大，维修成本高。焚烧与热交换一体。由于炉膛负荷大，炉子十分紧凑。无转动件，但炉内耐火层维修量大。总体分疗-燃室、二燃室，结构紧凑，设备维护量小，需另配余热锅炉。垃圾预处理无须预处理，垃圾在进料时被剪断。预处理为小粒径，以利于燃烧，因为瞬时燃烧，一般将垃圾破碎到（15cm）以下，要求较高。无须预处理，垃圾进料时被挤断。排放物粉尘排放较少，炉膛温度在8501100c,燃烧较充分，SO2、NOx等酸性物质排放相对较高。燃烧炉出口含尘量3500mg/m3,正常情况下由于炉排的运动，使垃圾不断翻滚，烟气在炉内停留时间超过2s,能部分实现对二恶英的控制。可炉内实现脱硫，SO2排放量小，炉膛温度在750900c之间，空气量较易控制，氮氧化物生成少，但是具有N2O的问题。粉尘量大，焚烧炉出口含量口J达1500020000mg/m3。烟气在炉内停留时间超过3s,能较好地实现对二恶英的控制。炉料没有扰动，粉尘排放少，焚烧炉出口含量3500mg/m3。实现了分级燃烧，容易达标。一燃室温度850C,二燃室温，在850c以上，有毒物质分解完全，燃烧充分，烟气在二燃室停留
