垃圾焚烧厂课程设计.doc

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1概述 3

1.1城市生活垃圾 3

1.2采用的设计标准和规范 3

1.3建设项目周围的环境概况 3

1.4垃圾的性质、成份及产生量的分析 4

2工艺方案选择 4

2.1焚烧工艺的优缺点及试用条件 4

2.1.2焚烧工艺的试用条件 5

2.2拟采用的工艺形式 5

2.3设计采用方案工艺流程 6

2.3.1工艺流程框图 6

2.3.2工艺流程说明 6

2.3.3灰渣处置方案 7

3工艺设计计算 7

3.1分选阶段各单元设计计算及设备选型 7

3.1.1垃圾贮坑的设计 7

3.1.2人工分选 8

3.1.3永磁筒式磁选机 8

3.1.4滚筒破碎机 9

3.2焚烧阶段各单元设计计算及设备选型 9

3.2.1燃料贮坑 9

3.2.2垃圾抓斗起重机 10

3.2.3焚烧炉的设计选型 10

3.2.4.燃烧空气量 11

3.2.5余热锅炉的选型 13

3.3烟气处理阶段各单元设计计算及设备选型 13

3.3.1半干式洗涤塔 14

3.3.2布袋除尘器 15

3.3.3烟囱 15

3.4垃圾焚烧过程的热能平衡 16

3.5生活垃圾燃烧中二恶英的控制 19

4.效益分析 19

4.1环境效益分析 19

4.2经济效益分析 20

22

四川师范大学

化学与材料科学学院

《固体废物处理与处置》

课程的设计说明书

设计题目：

泸州市生活垃圾焚烧厂设计

姓名：

陈敏

学院：

化学与材料科学学院

专业：

环境工程

学号：

2010080403

2013年2月1日

1概述

泸州市位于四川省东南部川渝黔滇结合部，地处四川盆地南缘与云贵高原的过渡地带，地势北低南高。

北部为河谷、低中丘陵，平坝连片，为鱼米之乡。

南部连接云贵高原、属大娄山北麓，为低山，河流深切，河谷陡峭，森林矿产资源丰富。

泸州简介

　　泸州，古称“江阳”，别称“酒城”，位于中国四川省东南部，长江和沱江两江交汇处。

泸州是著名的中国国家历史文化名城，闻名遐尔的名酒泸州老窖和郎酒均出自于此，是全国重要的循环型化工基地，全国重要的装备制造业基地，是全国大中型全液压汽车起重机、挖掘机制造中心，泸州市先后获得过联合国改善人居环境最佳范例奖（迪拜奖）、国家卫生城市、中国优秀旅游城市、全国双拥模范城等诸多荣誉。

　　泸州是交通部确定的四川唯一的全国28个内河主要港口和国家水运口岸，有四川第一大港口和集装箱码头——泸州港以及四川第三大航空港——泸州蓝田机场，是国家公路枢纽城市之一。

1.1城市生活垃圾

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）/中华人民共和国行业标准（中华人民共和国行业标准）；生活垃圾焚烧处理工程技术规范（CJJ90-2009）；

1.3建设项目周围的环境概况

泸州市城市生活垃圾焚烧厂厂址确定在距泸州市城市规划建成区直线距离3.1km，运距9km。

该厂址不在城市主导风向上，与泸州市建成区中间有高山阻隔，厂址占地主要为农耕地和次生林地（竹子），环境影响较小。

1.4垃圾的性质、成份及产生量的分析

泸州城市生活垃圾组成具有厨余垃圾含量高、可回收物质较少、年际变化较大等特点，还表现出水分偏高、发热量偏低等特性，而且la内泸州生活垃圾成分随季节变化也十分明显。

目前泸州市生活垃圾组分平均值及元素含量可根据资料文献查得：

生活垃圾中平均水分含量56%，平均低位热值为5500kj/kg。

该垃圾焚烧厂设计处理能力230t/d。

表1生活垃圾组分平均值

垃圾组分/%（质量）

纸类

塑料

竹木

布类

厨余

果皮

金属

玻璃

渣石

11.8

13.1

0.9

3.5

57.3

9.9

1.2

1.2

1.1

表2垃圾中各元素含量分析/%

C

H

O

N

S

Cl

W

A

20.1

1.6

11.2

0.4

0.5

0.2

57.1

8.9

2工艺方案选择

2.1焚烧工艺的优缺点及试用条件

解决垃圾问题的目标是实现“减量化、无害化及资源化”。

目前，垃圾的处理方式主要包括填埋、焚烧、堆肥等技术。

而运用最为广泛的技术就是填埋和焚烧。

不同垃圾处理方式技术的选择与经济发展水平、人口密度、土地、周边条件、垃圾成分特性（如含水率、垃圾热值等）、环保意识等息息相关。

2.1.1焚烧工艺的优缺点

　　焚烧法是将垃圾中的可燃成分在高温（800℃～1000℃）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，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；

1、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，限制了它的应用范围。

　　3、焚烧过程中产生的二恶英问题，必须有很大的资金投入才能进行有效处理。

2.1.2焚烧工艺的试用条件

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。

2.2拟采用的工艺形式

针对我国城市生活垃圾的特点，对现有的垃圾焚烧处理工艺进行了深入的研究。

结果表明：

机械炉排焚烧炉技术比较适合国内的高水分、低热值垃圾，是目前垃圾焚烧发电行业应大规模推广的技术；烟气净化采用半干法脱酸塔加布袋除尘器的组合工艺为较佳方案。

2.3设计采用方案工艺流程

2.3.1工艺流程框图

2.3.2工艺流程说明

垃圾分选部分：

在垃圾进入焚烧阶段之前需要对垃圾进行分选，以分选出可回收利用的组分以及对后继焚烧处理不理的组分。

经分选，能够选出金属组分和渣石。

分选后可燃组分进入焚烧炉中进行焚烧处理。

焚烧炉及其工艺：

垃圾焚烧炉的选型至关重要，直接关系到设备投资额、运行费用以及现有垃圾的适应性。

垃圾焚烧炉选型的基本原则和要求：

能有效地焚烧处理现有垃圾，设备价格低，运行费用省，能源和资源回收利用价值高。

目前，世界上焚烧炉的种类较多，总体可归纳为3种类型：

回转窑垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉和炉排型垃圾焚烧炉。

本设计采用炉排型垃圾焚烧炉工艺，一般炉排炉的燃烧可分为3个阶段：

第一段为加热段，垃圾在这里被预热、气化；第二段为燃烧段，垃圾在这里进行焚烧；第三段为燃尽段，垃圾在这里被燃尽，并排出焚烧渣。

这种炉排炉的特点是通过活动炉排移动，推动垃圾从上层落向下层，对垃圾起到切割、翻转和搅拌的作用，实现完全燃烧，它的炉排是由特殊合金制成的，耐磨、耐高温，炉膛侧壁和天井由水冷或耐火砖炉壁构成，保证垃圾在控制温度条件下燃烧、燃尽。

烟气净化工艺：

按垃圾焚烧过程产生的废气中污染物组分、浓度及需要执行的排放标准来确定。

在通常情况下，烟气净化工艺主要针对酸性气体（HCl，SOx）、颗粒物及重金属等进行控制，其工艺设备主要由两部分组成：

酸性气体脱除和颗粒物捕集。

目前，国内外垃圾焚烧行业的烟气净化工艺主要为它们的不同组合。

半干法工艺较成熟，具有良好的应用实践，其脱硫效率介于干法和湿法之间，尤其是脱氯效果较好。

由于垃圾焚烧烟气中含SO2少，含HCl多，因此半干法非常适用于垃圾焚烧烟气的净化，它不仅可以满足烟气SO2浓度排放要求，同时可以保证较高的脱氯效率。

目前，该工艺在垃圾焚烧电厂烟气脱酸系统中的应用越来越多。

半干法脱酸塔+布袋除尘器

粒状污染物去除：

目前，常用的除尘设备主要有静电除尘器和布袋式除尘器。

这两种除尘器均可达到废气粒状污染物排放标准80mg/m3目标，但静电除尘器效率再提高的可能性不大，如果布袋除尘器采用聚四氟乙烯薄膜滤料（PTFE），则粒状污染物可降至10mg/m3以下。

布袋式除尘器对未反应的碱性吸收剂可再利用，对酸气有二次脱除的效果，提高脱酸效率，降低石灰用量，减少反应剩余物数量。

布袋式除尘器对微小粒状物有良好的捕集效果。

布袋式除尘器对毒性物质具有较高清除效率，而使用静电除尘器使二噁英与呋喃有再合成的可能。

2.3.3灰渣处置方案

本工程由布袋除尘器收集的飞灰属于危险废物，本项目成套引进了飞灰固化处理系统，可采用水泥螯合剂固化法对飞灰进行固化稳定化处置。

炉灰从炉灰出口处收集，用密封自卸车，运至固化处理车间，自卸车把炉灰卸到炉灰卸料坑，经斗提机把炉灰送到炉灰仓里，炉灰仓下有螺旋输送机把炉灰送到二料配料机，经计量，送到搅拌机。

同时水泥经散装水泥输送车用气力输送，把散水泥送到水泥仓，再经螺旋输送机送到配料机，以一定的比例（水泥与飞灰的比例约为3:

7），送到搅拌机内，搅拌后的水泥浆经压砖机压制成水泥砖，经皮带运输机送到固化块固化晒场，最后送至安全填埋场进行最终处置

为了防止炉灰的飞扬对环境的影响，在炉灰卸料坑上有特制的抽风罩，在料仓上部都设有布袋除尘器，房间内所有的抽风管都装过滤器或过滤网。

焚烧炉渣属一般固体废物，本项目采用湿式除渣，送入渣坑存放，渣中的金属经振动筛分选后被吸铁器吸出，通过埋刮式输送机送入金属坑贮存。

炉渣根据BOT协议，由授权方负责处置。

3工艺设计计算

3.1分选阶段各单元设计计算及设备选型

3.1.1垃圾贮坑的设计

垃圾贮坑是垃圾焚烧厂接收垃圾设备，用于暂时储放进入处理系统的垃圾并用来调节处理设备的处理量。

垃圾贮坑的容量应根据设计收入焚烧厂的垃圾量、设备的操作计划等因素来决定。

垃圾贮坑的容量应可提供两天的最大处理量。

1.贮坑容积V

式中：

-存储时间，d；该设计中取=1.5

-最大日处理量，t/d；该设计中取=95t/d

-有效容积系数，在0.8-0.9之间；该设计取=0.88

-垃圾有效密度，该设计取=1.32

则：

=1.5×95/（0.8