乡镇生活垃圾无害化处理工程项目初步方案.docx
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乡镇生活垃圾无害化处理工程项目初步方案
乡镇生活垃圾无害化处理工程项目初步方案
一、项目概况
（一）设计指导思想
执行《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》、《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》和《生活垃圾焚烧污染控制标准》等，针对本工程实际情况，因地制宜地选用合理的工程实施方案。
在设计过程中根据本项目的实际情况优先考虑采用技术成熟、高效率低能耗、运行可靠的设备，坚持技术的先进性、工艺的可行性和经济性相结合。
借鉴和参考国内外先进技术和经验，坚持从实际出发，制定出切实可行的工艺流程，运用新技术、新设备、完善垃圾处理设施，为当地的环卫事业的可持续发展提供可靠的技术和设备保障。
工程总体设计上按照全面规划、分期实施、最大限度实现可持续发展的原则，在兼顾工程经济性的基础上，力求达到最大的环境效益，以期达到该工程项目与城市建设发展相协调的目的。
1、采用先进、成熟、可靠的工艺，使本垃圾处理中心整体水平与国家规范和标准相适宜。
2、执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范和标准，与当地的发展战略方针和定位相适应。
3、坚持因地制宜、从当地的实际出发，达到本工程项目的环境效益、社会效益和经济效益的统一。
4、充分体现可持续发展及人与自然相和谐的理念，坚持经济与社会发展、生态建设相协调的原则。
5、保证系统的环保性和可靠性，管理上的经济性和合理性，以及技术上的先进性。
6、根据工程建设的三同时原则，采用合理的建设实施方案，充分考虑工程实施的可行性、经济性和合理性。
7、解决垃圾处理过程中所产生的渗沥液、碳化热解工艺产生的尾气等污染物所产生的污染问题，最大限度的减轻和避免产生二次环境污染。
（二）设计原则
本工程设计编制文件在满足国家相关规范和标准的基础下，遵循以下原则：
1、设计方案先进合理，技术可靠可行；
2、运行管理简便易行，总平面布置科学合理，能耗低，运行费用少；
3、工程投资科学合理，运行成本经济合理；
4、主要设备选型先进、实用可靠、操作及维护简便。
（三）编制依据
1、《中华人民共和国环境保护法》
2、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
3、《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》
4、《生活垃圾焚烧污染控制标准》
5、《环境空气质量标准》
6、《大气污染物综合排放标准》
7、《工业企业设计卫生标准》
8、国家现行的其他标准和规范
9、建设总体规划——环卫设施规划
10、业主提供的与本工程相关的资料。
（四）服务范围、建设规模及相关收费标准
1、服务范围
本生活垃圾处理工程的对象为农村生活垃圾，不包括建筑垃圾、工业垃圾和特种垃圾等。
该项目建成运营后服务人口数量4-4.5万人（以0.45-0.5kg/人/天垃圾制造量计算）
2、建设规模
本工程生活垃圾日处理量设计为20吨。
3、收费标准
目前垃圾处理的收费标准：
居民 4元/户·月；
企业（按在职职工人数）3元/人·月；
机关事业单位（按在职职工人数）2元/人·月；（国家普通城镇平均收费标准）
项目建成后的收费标准：
130-160元/吨.
（五）场址选择
垃圾处理厂选址总的原则是：
在满足环境保护和装置的要求的前提下，通过对备选厂址的技术经济比较，选出对周围环境影响最低、工程投资少、运行管理费用低的场址作为项目建设场址。
二、项目构成
本生活垃圾处理项目构成：
碳化热解主体工程、辅助工程和配套设施
（一）碳化热解主体工程
1、生活垃圾接收贮存系统：
包括生活垃圾卸料、暂时贮存及垃圾渗滤液收集等设施。
2、碳化热解炉：
包括生活垃圾上料、布料、碳化热解、排渣等设备。
3、烟气净化系统：
包括二燃室、烟气冷却、石灰和活性炭喷射、除尘等设备。
4、控制系统：
包括自动控制、自动报警、安全保护装置等。
主要设备一览表
设备名称
规格型号
数量
单位
备注
上料装置
FS001
1
套
包括行车和抓斗
粉碎机
GR200
1
套
碳化热解炉
ZTEC-20
1
台
二燃室
SC-20
1
台
烟气冷却装置
FC110
1
套
生石灰喷射装置
QLS-350
1
台
活性炭喷射器
ACI-75
1
台
布袋除尘器
CB-20
1
台
风机
ZS系列高压离心风机
1
台
炉渣输送机
SC-20
1
台
控制柜及元器件
CC-010
1
套
（二）辅助工程和配套设施
辅助工程和配套设施包括门卫、工人休息室、维修间、供配电、给排水、消防等设施。
三、项目建设标准
（一）技术标准
1、《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485－2014）
2、《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CCJ90－2002）
3、《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》
4、《恶臭污染物排放标准》（GB14554－93）
5、《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348－2008）
（二）三废排放标准
1、烟气排放符合GB18485-2014 规定的污染物排放限值：
污染物 项目
单位
数值含义
限值
颗粒物
mg/m3
测定均值
30
一氧化碳（CO）
mg/m3
小时均值
100
氮氧化物（NOx）
mg/m3
小时均值
300
二氧化硫（SO2）
mg/m3
小时均值
100
氯化氢（HCl）
mg/m3
小时均值
60
汞
mg/m3
测定均值
0.05
镉
mg/m3
测定均值
0.1
铅
mg/m3
测定均值
1.0
二噁英类
Ng-TEQ/m3
测定均值
0.1
2、碳化后产生的灰粉质按一般固体废物处理，也可用作水泥厂原料或作为路基土、覆盖土等。
3、垃圾渗沥液随垃圾一起进炉，不需另外配套垃圾渗沥液处理系统。
四、碳化热解炉介绍
（一）概述
垃圾碳化热解炉：
一种能对生活垃圾进行减量化、无害化处理的设备，该设备运行中通过磁芯组件产生的热能去除有机废弃物的水分后对其进行热解碳化处理，最终只产生少量的灰粉质。
碳化热解炉借鉴热解反应器的工作原理，并加以改进，在中低温条件下对垃圾进行热解。
高温热解虽可获得更多的气体，但其设备投资及运行成本随温度提高会大幅度增加。
在低温、低速加热的条件，有机分子有足够时间在其薄弱的接点处分解，重新结合为热稳定性固体，而难以进一步分解，固体产率增加。
碳化热解炉通过中低温热解处理垃圾，在实现垃圾无害化、减量化的同时，还可以得到热解炭燃料，然后通过磁芯组件供入适量空气，使热解炭燃烧，产生的热量供给垃圾热解，热效率高。
核心技术是通过磁芯组件的特殊排列，使进炉的氧原子更加活跃，与碳原子具有更亲密的结合性，从而加快垃圾的碳化速度，并提高碳化温度，利用垃圾的自身热值实现垃圾减量化处理。
（二）工作原理
垃圾在炉内依次经过烘干、干馏热解、碳化和燃烬四个连续过程，最终产生少量的灰渣排出炉外。
烘干主要是为干燥阶段，将垃圾中的水分去除。
垃圾中的某些有机物质，比如纸张和橡胶，在2000C左右便开始热解，释放出小分子气体，如CH4，CO等；但对含水率很高的有机物，如动植物残渣等，物料的原始分子结构仅受到有限的热作用，主要完成脱水反应，这一过程进行得非常缓慢。
热分解阶段，以解聚和分解反应为主，经过脱水后的有机物在这阶段被大部分分解掉，由于是在低氧的条件下反应，生成不完全的氧化物，主要是CO，同时产生大量的碳颗粒。
在碳化层，通过磁芯组件的作用，达到900～12000C高温，将热解后的产物充分氧化分解，产生少量的灰渣。
燃烬阶段主要针对碳化过程中产生的灰烬（炉渣）而言，灰渣在炉膛底部继续氧化，其中的碳含量会逐渐减少到最低，最后排出炉膛。
由于燃烬过程较长，灰渣里面的残碳基本完全燃尽，炉渣热灼减率≤3.0%。
普通的焚烧炉为了控制二噁英的生成，要求焚烧烟气温度必须达到8500C以上，并停留时间达到2S以上。
碳化热解炉不同于普通焚烧炉的工作原理，热解和碳化是在低氧的状态下进行，从源头上抑制了二噁英的生成，不依靠烟气温度和停留时间去实现控制二噁英的形成。
二噁英生成有最基本的四个条件：
氯、氧、温度、催化剂。
碳化热解炉从原理上控制了二噁英产生的因素：
垃圾在热解阶段和碳化阶段始终处于缺氧状态（还原气氛），仅有的氧化原子优先与C、H结合，Cu、AL、Fe等不易被氧化，而二噁英的形成需要铜化合物一类的重金属催化剂，从而削弱了二噁英的生成环境。
（三）优点分析
1、垃圾处理过程中不用煤、不用油、不使用任何辅助燃料，运行成本低。
碳化热解炉具有适应垃圾高水分、低热值的特性。
进炉垃圾依次经过烘干、干馏热解、碳化和燃烬四个连续过程，最终产生极少的灰渣排出炉体。
垃圾在烘干阶段，通过碳化热解产生的高温烟气烘干，水分基本被去除，完全可利用垃圾自身热值完成热解和氧化过程，对垃圾成分的含水率适用范围极广。
普通的焚烧炉为了控制二噁英的生成，要求焚烧烟气出口温度不小于850℃时，烟气停留时间应不小于2s。
当垃圾的热值较低而无法达到850℃以上的燃烧温度时，必须加入辅助燃料来确保焚烧烟气温度达到850℃以上。
对于乡镇农村生活垃圾热值低、灰粉质含量高的特点，很难靠垃圾自身热值达到要求，必须加入辅助燃料，运行技术要求高，运行费用大。
2、处理范围广，垃圾不需分选可直接进炉。
进炉垃圾要经过烘干阶段，热解阶段，然后到达碳化层，由于进炉垃圾不直接与高温氧化层接触，受垃圾成分变化影响较小，适应范围广。
3、烟气量小，有害成分少，处理工艺简单，处理成本低。
垃圾碳化热解过程是在低氧的状态下进行，没有明火产生，抑制了各种有害气体的产生，产生的NOx、SO2、HCl等较少，排气量也少，可减轻对大气的二次污染，尤其是对“二噁英”的抑制。
采用逆流式物流方向，上升气流的阻力大，流速相对较低，烟气中夹带的颗粒物也较少。
传统的焚烧炉为了去除高浓度的酸性气体、重金属和二噁英等有害成分，生石灰和活性炭等耗材使用量大，处理成本高。
4、垃圾减量化效果明显，碳化热解后产生的灰粉质可用作水泥厂原料，也可用作制砖、路基土、覆盖土等。
5、处理工艺简单，垃圾渗滤液随垃圾一起进炉，不用配套垃圾渗沥液处理系统。
碳化热解炉设计参数表
规格数据
项目
ZTEC-20
处理能力t/d
20
主炉体mm
2550×4200×6500
排烟温度
≤2000C
垃圾热值
≥1200kal/kg
热灼减率
≤3%
五、工艺介绍
生产工艺流程：
垃圾由专用车辆运至集料车间内，经破碎机粉碎后由专用垃圾抓斗和上料系统的配合送至碳化热解炉内进行碳化热解处理。
如果生活垃圾的灰粉质含量过高，会影响处理速度，为保证碳化热解炉稳定、高效运转，在垃圾入炉前，可用滚筒筛进行简易筛分处理，筛除少量灰份（低于30%即可）。
垃圾碳化热解后产生的炉渣经除渣机排出，可用作水泥厂原料，或作路基土、覆盖土等。
碳化热解炉尾气经二燃室、烟气冷却装置、吸附净化、布袋除尘器等处理后排入大气。
垃圾储坑产生的渗沥液经收集由管道喷洒在垃圾上一起进炉，不需另外处理。
飞灰产生量较小，送至有危废处理资质单位处理。
流程见下图：
六、三废的处理
（一）废气的处理
本工艺产生的废气主要是集料车间的臭气和垃圾碳化后排放的烟气。
1、除臭系统
集料车间设置风机的吸风口，将空气抽至碳化热解炉使用。
2、烟气处理系统
由于碳化热解是在低氧的状态下进行，减少了SO2、NOx、HCl、二噁英等有害物质的产生，初始烟气只有烟尘和一氧化碳超标。
从碳化热解炉排出的烟气首先进入二燃室，使热解所产生的气体充分燃烧，有效地处理了一氧化碳和其它有毒有害气体。
然后进入烟气冷却装置，将热能回收利用，再经过生石灰喷射，去除烟气中有害气
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