天津泰达环保垃圾焚烧厂废气处理工艺设计讲解文档格式.docx
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处理后，降低对空气的污染，对国家经济的发展与改善天津当地的空气环境都是很重要的。
关键词：
垃圾焚烧废气；
脱酸；
二恶英；
废气处理；
活性炭吸附
ABSTRACT
Wasteincinerationfluegasisplentiful，various，concentrated．Wasteincinerationfluegascontainsheavymetals，dioxins，particulatematter，acidgasesandotherpollutants．Wastegasischaracterizedbycorrosive，lowvisibility，smelly，carcinogenic．Ifthiswasteisnottimelytreated，itwilldoharmtohumanhealthandthelivingenvironment．
Thisdesignuses3T+E+SNCRdenitration+drydeacidification+activatedcarboninjection+bagfilter+wetdeacidification+activatedcarbonadsorptionbedprocesscomprehensivecontrolemissions．Using3T+Eincinerationprocess，itmakesCOemissionstomeetemissionstandardsandtoreduceemissionsofdioxinsandnitrogenoxides．Theuseofactivatedcarboninjection+bagfiltercaneffectivelydealwithemissionsofdioxins，heavymetalsandparticulatematters．Activatedcarbonbedofadsorptioncanremoveuntreateddioxins，sulfide，nitrogenoxides，etc．Sotheoverallprocessismoreefficient．
Theexhaustgastreatmentprocessisasfollows．Firstly，3T+Eincinerationprocess，thenspraytheureatothedenitrationincinerator，thenenterthewasteheatboiler,thetemperatureisloweredtoabout150°
C,topreventthere-creationofdioxinandpromotesthefollowingreaction,followedbyinjectinglimeintothefluedustandactivatedcharcoalpowder,thenthesmokereachesthebagfilter,inadditiontoparticulatematters,heavymetals,limeandactivatedcarbonpowder,afterthatthetwowetreactortowerromovetheacidonceagain,andfinallytotheactivatedcarbonadsorptionbedforthefinalexhaustgastreatment．Atthistimeexhaustgasconcentrationreaches"
garbageburningpollutioncontrolstandards"
（GB18485-2014）．
Afterprocessing,reducethepollutiontotheair,andthedevelopmentofnationaleconomyandimprovetheairenvironmentoftianjinlocalareveryimportan．tKeywords:
Wasteincineration；
Acid；
Dioxins；
Fluegastreatment；
Activatedcarbonadsorption
第一章绪论1
第二章设计说明书2
第一节工程概述2
第二节垃圾焚烧废气处理概况5
第三节本设计工艺流程确定8
第三章设计计算书15
第一节焚烧炉15
第二节余热锅炉22
第三节旋风除尘器22
第四节干法喷射30
第五节袋式除尘器31
第六节湿式洗涤塔34
第七节烟囱37
第八节设备选型38
第四章平面布置40
第一节处理单元构筑物的平面布置40
第二节管道的平面布置40
第三节厂区道路和围墙设计41
第四节辅助建筑物41
第五章成本估算42
第一节投资估算42
第二节废气处理成本计算43
第六章环境经济损益分析44
参考文献46
致谢47
附录48
第一章绪论
一、垃圾焚烧废气简介
大气是人类生存的保障，它同土地、能源以及水等重要要素一起构成了人类生存及经济、社会发展重要的基本条件。
生活垃圾焚烧废气是一种排放量大、种类多、排放比较集中的废气。
其中含有多种污染物，其中包含酸性气体、颗粒物，重金属以及二恶英等物。
焚烧的垃圾中包含发热量较低、含水率较高的废旧的电池、日光灯、电子设备、涂料以及温度计等。
总而言之，生活垃圾焚烧废气污染，是工业治理废气的中的一个重要环节。
现在，我国不断的城市化，导致城市的生活垃圾量不断的急速增长，而垃圾焚烧厂大大的解决了这些问题。
而目前我国城市一年的生活垃圾清运量约为1.55
亿吨，而且平均每年以约3%的速度增加，且只经过简单处理的生活垃圾，2003
年以来，我国的生活垃圾量不断地连续增长，再加上没有清运的垃圾，导致中国的城市生活垃圾堆存量还在快速的增加，目前，历年城镇的生活垃圾的存量已高达到了60多亿吨，导致大量土地资源被占据。
因为垃圾填埋场用地的消耗正在殆尽，大部分城市转向生活垃圾焚烧发电，开始修建了“变废为宝”的生活垃圾焚烧厂。
所以，随着生活垃圾焚烧厂等相关行业的发展，处理生活垃圾焚烧废气逐渐的成为了处理工业废气中的一个必不可少的元素。
在2014年7月1日起，
我国开始实施了《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）⑴，自从开始
实施，我国的生活垃圾焚烧厂废气污染物的排放不再以《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）为标准。
二、天津泰达环保垃圾焚烧厂简介
天津泰达环保有限公司是一家规模庞大的的垃圾燃烧厂公司，所以解决天津泰达环保有限公司的废气处理问题也是改善我国整体废气处理现状的体现。
在生活垃圾焚烧工艺的焚烧过程中，一定会有大量的废气产生，如何使这些废气处理后达到国家的排放标准，降低对环境的污染成为了目前首先要研究解决的问题。
垃圾焚烧厂废气处理是工业废气排放中的一个突出的环境问题，处理垃圾焚烧废气，是改善环境质量，适合人类生存的重要途径，同样是现在经济建设需要面临的问题。
（1）技术先进
为了达到公司可持续发展的目标，为了提供公司强有力的持续发展，自从
2004年底，天津泰达环保垃圾焚烧厂设立了研究中心，把从国外引进的先进科研技术进行消化、吸收及创新，自主开发研究具有知识产权的先进的技术和装备，熟练的掌握生活垃圾焚烧及生活垃圾处理核心的技术，为拓展公司项目形成了强大的支撑，推进了公司产业化的发展进程。
从2006年，科研中心开始走向独立
化的运作，注册了天津泰达环保有限公司。
积极的搭建了自己技术科研平台，组建了天津市工业节能减排工程技术中心，与中科院大连化物所、天津大学以及中科院热物理所等单位展开了多方面的合作，申请且被批准建设了博士后科研工作站。
（二）循环经济的优势
天津泰达环保垃圾焚烧厂进行的运作完全依照循环经济的思路，把垃圾焚烧进行发电，把焚烧后的废渣进行制砖，把烟气中产生的余热进行取暖，最后就剩下了水蒸汽向大气中排放，形成了一个完整的循环经济产业链。
据了解，日前，该焚烧厂燃烧后的剩下的废渣用来制砖的工艺已经通过了国家有关部门的鉴定，在年内即将有专门的生产线，来进行批量的生产，生产后，每天可生产建筑用砖500多吨［2］。
第二章设计说明书
第一节工程概述
一、设计依据及原则
（一）设计依据
（1）该厂的进出气浓度资料；
（2）《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）;
（3）《生活垃圾焚烧炉》（CJ/T118-2000）;
（4）《道式余热锅炉设计导则》（JB/T7603-1994）;
（5）《袋式除尘器性能测试方法》（GB12138-89）；
（6）《袋式除尘器用滤料框架技术条件》（JB/T5917-2006）;
（7）《袋式除尘器滤料及滤袋技术条件》（GB12625-2007）;
（8）《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97）；
（9）《湿法烟气脱硫装置专用设备吸收塔浆液喷嘴》（JB/T10964-2010）;
（10）《活性碳吸附罐技术条件》（JB/T10193-2010）;
（11）《烟囱设计规范》（GB50051-2013）;
（12）《除尘器性能测试方法》（ZBJ88002.2-88）;
（13）其它有关的废气处理设计规范与国家及地方标准等；
（14）有关的土建及工程施工、安装定额等。
（二）设计原则
（1）严格达到国家对气体排放标准的各项规定，废气处理后必须使各项排气浓度指标达到城市废气排放要求。
（2）本设计的前提是不影响处理效果，能充分的利用本有的构筑物及设施，节省工程所用的费用，降低占地面积及运行费用。
考虑到本工程的具体要求及特点，选用最成熟、可靠的处理设备及工艺，尽可能的选用新材料、先进性兼管、新技术以及实用性强，并以实用可靠性为主。
（3）本设计的处理工艺流程要求耐腐蚀，有可靠的运行稳定性。
（4）降低环境污染，不影响周围居民的正常生活。
（5）本处理系统运行应该有较大的大的灵活性与调节余地，来适应进气流量的变化。
二、设计气体质量及其排放的标准
（1）设计流量
4000m3/h
（2）进气质量
垃圾焚烧厂的进气浓度
表2-1进气质量
颗粒物
氮氧化物
二氧化硫
氯化氢
一氧化
汞及其化合
（mg/m
（mg/m3
碳
物
3）
）
（mg/m3）
处理前4500
300
600
1000
50
0.4
二恶英类铊、镉以及其的化合铜、铅、锑、锰、铬、钻、镍
（ngTEQ/m3）物（mg/m3）及砷等及其的化合物（mg/m3）
10
处理前3.0
（3）出气浓度
处理程度执依照《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）,具体排放
如表2-2所示。
表2-2出气浓度
氯
化氢
（
mg/m3
处理后20
250
80
0.05
处理前~~30510
第二节生活垃圾焚烧废气处理概况
生活垃圾焚烧废气是在垃圾焚烧中产生的废气，一种排放量大、种类多、排放比较集中的废气。
其中含有多种污染物，其中包含酸性气体、颗粒物，重金属以及二恶英等物。
焚烧的垃圾中包含发热量较低、含水率较高的废旧的电池、日光灯、电子设备、涂料以及温度计等。
垃圾含燃烧后在废气中会包含镉、铅、铬、汞及其化合物等重金属。
而含水率高，发热量低，导致燃烧补充分，或垃圾本身中就含有二恶英物质的，所以燃烧的废气中会包含有二恶英污染物。
重金属气体与二恶英气体对人体健康危害最严重，长期接触过量的这些气体，会降低人类的免疫功能，会导致生殖以及遗传功能的改变、致癌和中毒。
而废气中包含的二氧化硫、氨、氢、氯化氢、氮氧化物以及粉尘不仅对人体的健康产生了威胁，还会对环境产生威胁。
氢、氨会使空气中散发着恶臭，影响着空气质量。
二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、粉尘能降低大气的能见度，会出现酸雨，会损坏植物、建筑物，对环境有着较大的破坏。
因此，采取必要措施来减少垃圾焚烧废气对人类与环境的影响是迫在眉睫的。
针对生活垃圾焚烧产生的烟气污染物中的重金属、二恶英、酸性气体及颗粒物等多种污染物，主要用下列方法去除［3］。
一、烟气脱酸工艺的选择
烟气中的酸性气体净化工艺按照有无废水的产生分为干法、半干法及湿法三种处理工艺，每一种工艺都包含有各自的组合形式，也都包含有各自的优点及缺占⑷。
八、、°
（一）干法脱酸
干法脱酸就是在干性药剂在反应塔内或在进入除尘器之前的烟道内与酸性气体反应［5］。
干法脱酸大多选用的是消石灰（Ca（OH）2）药剂，让酸性气体与Ca（OH）2微粒表面直接的接触，会发生中和化学反应，产生了无害的中性盐颗粒，之后会经过除尘器，会把烟气中的粉尘、没有参加化学反应的药剂以及盐颗粒一起捕集下来，从而达到脱酸的目的。
干法脱酸的特点：
1、工艺流程简单，不需要再配置其它复杂的石灰浆的制备与分配系统，设备的出故障率较低，维护方便。
2、药剂的使用量较大，运行的费用较高。
3、脱酸效率相对湿法和半干法低些。
（2）半干法脱酸
半干法脱酸时一般采用氢氧化钙（Ca（OH）2）或氧化钙（CaO）为药剂，制备成
Ca（OH）2浆液，在废气净化的流程工艺中一般放在除尘设备的前面，因为注入的石灰浆会在反应塔里形成大量的颗粒物，必须用除尘器来去除。
由喷嘴或旋转喷雾器将Ca（OH）2浆液喷到反应器中，形成的粒径非常小的液滴。
又由于水分挥发后会使废气的温度降低并提高废气的湿度，使酸性气体与石灰浆中和反应为盐颗粒，掉落到底部［4］。
在半干法中没有反应完全的石灰，会随着烟气进入下一阶段的除尘器，假若这个除尘设备是袋式除尘器，那么，没有反应的部分石灰会附在滤袋上，并会与通过滤袋的酸性气体发生进一步的反应，会提高脱酸效率，也会提高石灰浆的利用率。
半干法脱酸的特点：
1、半干法反应塔的脱酸效率较高，HCI去除率可以超过90%，此外，对一
般的有机污染物与重金属的去除率也很好，若在后面的除尘器是袋式除尘器，那么重金属的去除效率可以到达99%以上。
2、没有废水的排放，耗水量比湿式洗涤塔的少。
3、工艺简单，投资和运行的费用相对比较低。
4、石灰浆的制备系统比较复杂。
（3）湿法脱酸
湿法脱酸选用的是与洗涤塔类似的形式，当废气进入洗涤塔后，会通过酸性气体与碱性浆液的充分接触，从而会得到很好的脱酸效果。
洗涤塔应放在除尘器的后方，为了防止喷嘴被颗粒污染物堵塞而影响到正常的操作。
与此同时，湿式洗涤塔一定不能放在袋式除尘器的前方，因为湿度比较高的烟气会导致颗粒物堵塞到滤布，气体最终不能通过滤布。
而湿式洗涤塔产生的废水经过浓缩，污泥到达除尘器的前面时，会进入干燥塔来进行干燥，最终会以干态形式排出来。
湿式洗涤塔一般使用NaOH碱浆，很少使用石灰（Ca（OH）2）浆液，为了避免结垢［5］。
湿法脱酸的特点：
1、工艺复杂，配套的设备比较多。
2、净化效率比较高，对HCI的脱除效率可以超过95%，对SO2的脱除也可超
过80%。
3、产生包含有高浓度的无机氯盐和重金属的废水，需要经处理后才可以排
放。
4、处理完的废气因为温度降低到露点以下，所有需要再加热，为了防止烟
囱在出口处形成白烟的现象，造成不良的景观。
二、脱硝工艺的选择
（一）SNCR工艺
经过实验我们可发现，选择非催化还原法（SNCR）来去除氮氧化物的技术是
在没有催化剂的前提下，把包含有NHx基的还原剂（如尿素、氨水或氨气等）喷入温度在800r~1100C区域内的炉膛，此时，还原剂会迅速地热分解为NH3及其它
的副产物，紧接着，NH3会与烟气中的氮氧化物发生反应，从而而生成氮气和水。
这个工艺的占地小，反应温度高，催化剂价格适中，反应后的N2排如空气，
没有第二次污染，脱硝的效率达到40~80%左右。
目前为止，我国数量不多的生活垃圾焚烧厂均采用SNCR技术来脱除烟气中的氮氧化物⑹。
（二）SNR工艺
选择性催化还原法脱硝技术是在催化剂作用下，烟气中喷入氨，将NOx还
原成N2和H2O。
烟气脱硝效率》80%，出口氨气排放量v3ppm,完全达到国家标准，SO2转化为SO3的转化率v1%,建设费用相对较高。
三、颗粒的去除
袋式除尘器可去除二恶英、重金属及粒状等污染物的颗粒物。
袋式除尘器一般包含几组密闭的集尘单元，其中包含几个经笼骨来支撑的滤袋。
烟气经过袋式除尘器的下半部分进入，再由下往上开始流动，当包含尘的烟气经过滤袋时，颗粒状的污染物会被滤布来过滤，并且滤布上附着。
袋式除尘的除尘效率很高，一般情况下在99%之上，除尘器的出口气体的含尘浓度一般在数十mg/m3之内，对
亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。
袋式除尘的处理风量范围广，小的仅是1min数万m3,大的可以达到1min数万m3,可以用在工业炉窑上的烟气除尘，大气污染物排放会降低。
维护操作比较方便，结构也很简单。
在除尘效率相同的前提下，袋式除尘器的造价比电除尘器低。
当采用P84、聚四氟乙烯及玻璃纤维
等耐高温的滤料时，可以高温在200E以上的情况下运行。
对粉尘不敏感，不会受粉尘及其电阻的影响。
GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中明确规定出生活垃圾焚烧厂除尘设备必须采用的是布袋除尘器⑺。
四、重金属净化
生活垃圾焚烧产生的废气中具有挥发状态的重金属污染物，一部分会在温度降低时可以凝结成颗粒状、在飞灰的表面被吸附或凝结，就可以接着被布袋除尘器捕集去除。
所以，生活垃圾焚烧厂的烟气净化工艺的温度越低，则重金属的去除效率越高。
一些没有办法被吸附及其凝结的重金属氯化物，可以利用它易溶于水的特性，可以经过湿式洗气塔浆液把废气中的重金属吸收下来。
五、二恶英去除及控制
（一）二恶英的去除
同时脱硫、脱硝、除二恶英。
对于烟气中二恶英的脱除，大部分会选用活性炭喷射+布袋除尘器的办法。
该种方法又分为了两种方式，一是活性炭喷射+布袋除尘，另一种则是布袋除尘器+活性炭滤布的吸附法。
联合使用时，当活性炭的喷入量是100mg/m3时，布袋的出口温度越低，则袋式除尘器的进口烟气中包含的二恶英的浓度越低，当袋式除尘器的出口温度是160C时，则二恶英的浓度是0.5ng-TEQ/m3。
根据研究可以指出，当活性炭的喷入量是50〜100mg/m3时，那么二恶英的去除效率就可以高达99%以上。
在现实的运用中，在袋式除尘器的前方喷入石灰石与活性炭等吸附剂⑹，会发现袋式除尘器的进口温度较高时，二恶英在喷入活性炭后的去除效率达到90%左右。
在烟道里喷入活性炭可以有效地去除烧结的烟气中的二恶英，这个方法所使用的吸附剂是95卩m的褐煤活性焦，可以使烟气中的二恶英浓度下降到0.3〜0.4ngl-TEQ/m3。
这个方法的系统简单而高效，但是吸附过后的活性炭是不能进行回收再生的，只能当做固体废弃物或危险废物
进行固化处理或填埋。
为了控制二恶英的二次生成，进入除尘器入口的温度应该低于200Eo
对于二恶英、氮氧化物、一氧化碳等物质，能在垃圾焚烧中，有效地控制生成的量。
所以我们需要对二恶英、氮氧化物、一氧化碳的生成进行有效地控制，来降低之后的净化废气设备的使用。
（二）二恶英的控制
二恶英有两种形成方式：
一是在焚烧的过程中，由于局部的供氧不足容易产生二恶英，二是在焚烧以后，有金属催化剂及一定的温度（300—500E）条件
下，烟气中可再次形成二噁英，烟气中二噁英的最大产生浓度一般为1—4ng
/Nm3。
针对垃圾焚烧过程中二恶英类物质的产生原理，首先采取控制焚烧技术避免二恶英的产生，垃圾焚烧炉的燃烧技术要符合“三T”（Time，Turbuleneeand
Temperature）的原则，就是在垃圾焚烧的过程中，对垃圾要进行充分的混合和翻滚，确保燃烧均匀与完全；
焚烧炉炉温控制在850E—950E之内（PCDD/PCDF会在800E以上就能完全的分解）；
在炉膛的出口，氧气量要控制在6—8%，烟气在炉内停留时间2s以上，保证二噁英的充分分解；
同时也要通过分级配风，来改善炉体内的流动结构，减少垃圾焚烧而产生的二恶英；
采用余热锅炉将烟气由
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