双回路立式垃圾热解炉试验研究精.docx
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双回路立式垃圾热解炉试验研究精
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CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2012.2
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陈国艳1、2,曾纪进1、3
（1.福建省丰泉环保控股有限公司,福州350007;2.清华大学,北京100083;
3.中德（中国环保有限公司,北京100142
摘要:
利用双回路立式热解焚烧炉对某地区的城市生活垃圾进行试验研究,结果表明,焚烧炉的二燃室温度能够达到850℃,烟气停留时间超过2s,燃烧灰的热灼减率小于3%。
在废气排放口测到的数据表明:
常规烟气的各种有害气体成分含量均能满足标准的要求;二英远远低于欧盟的标准限值。
关键词:
双回路;热解炉;常规烟气成分;二英
中图分类号:
X705文献标志码:
A文章编号:
1006-5377（201202-0043-03
双回路立式垃圾热解炉试验研究
引言
随着我国国民经济及城市建设的发展,居民生活水平的提高,城市生活垃圾产生量与日俱增,据统计,我国城镇生活垃圾的人均日产量为1.2~1.4kg;人均年产量为440~500kg;如果以39%的城市化人口测算,当前我国城市生活垃圾的年产量已超过了2.2亿t,如果加上历年来堆存在城市周边尚未处理的6O亿t陈腐垃圾,在我国现有的约700座大、中城市,已有200多座处于垃圾山的包围之中,而且城市生活垃圾的产量还在以7%~9%的速度逐年增长。
侵蚀土地面积多达5.3亿m2。
其中25%是耕地,严重污染土壤、大气和水体,危及人们赖以生存的自然环境和生活环境,危及人类自身的安全,已达到非治不可的地步。
为此,人们迫切希望对这些固体废弃物进行减量化、无害化和资源化综合处理,变废为宝
[1-3]
。
当前对这种固体废弃物,国际上通常采用填埋法、堆肥法、焚烧法等基本处理方法。
由于填埋法、堆肥法均要占用大量的土地,又要对垃圾产生的渗滤液进行处理,否则会产生严重的二次污染,同时还存在安全和卫生的隐患,不是最好的处理方法。
随着处理技术的不断发展和提高,这些垃圾的热值被资源化开发利用成为可能,焚烧法是垃圾无害化处置技术的发展趋势。
所以目前发达国家和地区逐步采用焚烧法实现对垃圾的无害
化、减量化和资源化处理[4-6]。
我国目前垃圾焚烧处理率还比较低,且焚烧技术刚刚起步,属于技术和设备短缺型市场,因此,本项研究将为中国垃圾焚烧事业做出贡献。
1试验
1.1试验设备与方法
本试验所用的两台焚烧炉为SLR-100双回路立式热解炉。
该焚烧系统可不间断连续稳定地运行2400h以上;年运转时间在8000h以上;单台炉处理能力为100t/d。
该焚烧系统的主要技术参数见表1。
表1焚烧系统主要技术参数
项目单位技术参数国标限值二燃室温度℃≥850≥850烟气停留时间s≥2≥2烟气中O2浓度%6~106~10烟气中CO浓度mg/m3
≤100≤150焚烧灰的热灼减率
%≤3<5燃烧效率%≥99.9≥99.9炉体表面温度
℃
≤50
≤50
立式热解炉产生的裂解气体在二燃室内继续充分燃烧。
二燃烧室安装有进口二段式柴油燃烧机,燃烧机的开启幅度或关闭经设定温度自动控制。
在起炉阶段,
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由于炉温较低,需要开启燃烧机对二燃室进行加热升温,热解气体自燃时,炉温会迅速上升并达到设定温度（900℃左右,助燃装置则自动关闭。
燃烧装置具有安全保护装置,如果发生点火失败或故障熄灭,安全保护装置能自动切断燃料供应,燃烧机自动退出机构作用,自动将燃烧机退出,以避免燃烧机高温烧坏。
由于二燃室内温度达900℃左右,烟气在此温度下的停留时间在2s以上,故烟气中的各种有害成分（包括剧毒气体二英
除。
二燃室助燃风采用加热后的循环烟气,既可以降低含氧量,控制NOx产生,同时还可以降低二燃室助燃燃料消耗[7]。
二燃室采用特殊结构形式,能使烟气在二燃室内激烈湍流,使烟气充分混合无死角,满足了垃圾焚烧的“3T”原则。
系统采用计算机集中控制,整个系统为一个微负压系统。
燃烧供风（氧量根据燃烧状况参数自动调节,以达到热解炉和二燃室空气量的自动控制,主、辅风双回路原理如下图所示。
1.3测试设备与方法
本试验的检测内容主要有:
烟尘、氯化氢、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、汞、镉、铅、烟气黑度;二英类
检测仪器主要有:
电子天平AL104、离子色谱仪861-813、电感耦合等离子体发射光谱仪Optima43OODⅤ、微电脑烟尘平行采样仪TH-880F;高分辨气相色谱仪-高分辨质谱仪。
检测依据主要有:
烟尘、烟气黑度锅炉烟尘测试方法（GB5468-1991,环境空气和废气二英
类的测定同位素稀释高分辨气相色谱高分辨质谱法
（HJ77.2-2008[8]。
检测方法为:
首先在引风机与烟囱之间的采样口上用采样仪器采样,然后把采到的烟气在实验室进行初步分离处理,然后用GC-MS等仪器进行分析检测,即可得到各种气体的浓度等。
2结果与讨论
本次采样地点为废气排口,烟气流速为5.40m/s,氧含量为10.6%,根据国标对含氧量11%的要求进行折算。
经过三次以上检测,取平均值,检测到的常规烟气及折算结果如表3所示,检测的二英
测单位为江苏省优联检测技术服务有限公司。
双回路立式垃圾热解焚烧炉流程图
1.2试验样品
本试验所用的生活垃圾成分中水分为40%;无机物（容重比为30%;有机物（容重比为30%;垃圾具体成分如表2所示。
表2试验的垃圾成分统计表
元素各种成分元素含量（干基%
纸类塑料竹木布类厨余果类C36.7670.7544.1340.934.6135H6.6313.616.287.585.787.27O44.422.2339.3144.2426.9444.76N0.154.114.831.263.13.73S0.641.120.811.390.881.08Cl0.60.650.190.891.070.04灰分
10.8
7.53
4.45
3.74
27.62
8.12
表3常规烟气结果
检测参数
检测结果
国家标准值实测浓度/速率
折算浓度/速率
烟尘排放浓度（mg/m3
42.741.180烟尘排放速率（kg/h2.492.4—氯化氢排放浓度（mg/m370.267.575氯化氢排放速率（kg/h3.773.62—二氧化硫排放浓度（mg/m32120.2260二氧化硫排放速率（kg/h1.221.18—一氧化碳排放浓度（mg/m3
92.488.8150一氧化碳排放速率（kg/h5.395.18—氮氧化物排放浓度（mg/m31817.3400氮氧化物排放速率（kg/h1.051.01—汞排放浓度（mg/m30.0020.0020.2汞排放速率（kg/h———镉排放浓度（mg/m30.00040.00040.1镉排放速率（kg/h2.33×10-5
2.33×10-5
—铅排放浓度（mg/m3
0.0230.0221.6铅排放速率（kg/h1.34×10
-3
1.28×10
-3
—
烟气黑度（林格曼黑度,级
1
工艺气流总回路
总引风机
烟
囱
大气
尾气处理
立式焚烧炉
高温气流
循环回路
预热器
回转干化窑
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表3显示,折算后的烟尘排放浓度仅为国家标准要求的一半,SO2排放浓度仅为国标要求的10%左右,NOx的排放浓度还不到国家标准的5%,其他气体成分及重金属排放浓度也远低于国家标准限值的要求,完全符合国家的排放要求。
从表4可以看出,多氯二苯并二
英
的各检测项目,约为标准限值的1%,低于国家标准的限值,也低于欧盟Ⅱ的标准限值。
多氯二苯并呋喃的各检测数据显示,约为标准限值的2%,也远远低于国标及欧盟Ⅱ的标准限值。
3结论
（1SSR-100-L生活垃圾立式双回路热解炉可满足垃圾处理“3T”的要求。
即燃烧区温度高于850℃,停留时间大于2s,在二燃室能充分的扰动,达到混合的目的。
（2该产品采用回转预烘干系统、水冷板式耐高温布料器、低温出渣等先进技术,确保了设备的可靠、稳定运行;主回路中二燃室和余热锅炉采用一体化优化组合设计,尾气处理系统采用急冷、布袋除尘、活性炭等系列尾气净化装置组合,确保尾气能达标排放。
（3该产品尾气中的有害气体含量很低,能够满足国家标准和欧盟Ⅱ的气体排放标准。
特别是二英含量仅为0.0005ngTEQ/m3,远远低于0.1ngTEQ/m3欧盟Ⅱ的排放标准限值。
参考文献:
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表4二
英类
检测项目（ng/m3
检测结果
实测浓度
O211%折算浓度
I-TEF毒性当量浓度（O211%换算多氯二苯并二英
2,3,7,8-T4CDD<0.00115<0.001111<0.001111,2,3,7,8-P5CDD
<0.00154<0.00148
0.5<0.0007401,2,3,4,7,8-H6CDD<0.00307<0.002950.1<0.0002951,2,3,6,7,8-H6CDD<0.00307<0.002950.1<0.0002951,2,3,7,8,9-H6CDD<0.00307<0.002950.1<0.0002951,2,3,4,6,7,8-H7CDD<0.0218
<0.02100.01<0.000210O8CDD<0.333<0.3200.001<0.000320多氯二苯并呋喃
2,3,7,8-T4CDF0.00307
0.00295
0.10.0002951,2,3,7,8-P5CDF<0.00303<0.002910.05<0.0001462,3,4,7,8-P5CDF
<0.00280<0.00269
0.5<0.001351,2,3,4,7,8-H6CDF<0.00257<0.00247
0.1<0.0002471,2,3,6,7,8-H6CDF<0.00257<0.002470.1<0.0002471,2,3,7,8,9-H6CDF<0.00257<0.002470.1<0.0002472,3,4,6,7,8-H6CDF<0.00257<0.002470.1<0.0002471,2,3,4,6,7,8-H7CDF
0.0164
0.0158
0.010.0001581,2,3,4,7,8,9-H7CDF<0.00242<0.00233
0.01<0.0000233O8CDF
<0.0205
<0.01970.001<0.0000197二英
3
—
—
—
0.0005
说明:
当实测浓度小于最低检出浓度时,计算毒性当量浓度时以0计。
ExperimentalStudyonDoubleLoopandVerticalGarbagePyrolysisFurnace
CHENGuo-yan1、2,ZENGJi-jin1、3
（1.FengquanEnvironmentalProtectionCompany,Fuzhou350007;2.TsinghuaUniversity,Beijing100083;
3.Zhongde（ChinaEnvironmentalProtectionCo.,Ltd,Beijing100142,China
Abstract:
Experimentalstudyonmunicipalsolidwasteofsomeareaswithdoubleloopandverticalgarbagepyrolysisfurnaceismade.Theresultsshowthatthetemperatureofthesecondburningfurnacecombustionchambercanreach850℃,theretentiontimeofthefluegasismorethan2seconds,burningrateofcombustionashislessthan3%.Themeasureddatafromexhaustportshowthatvariousharmfulgasescomponentsofconventionalfluegascanmeettherequirementsofnationalstandard;thecontentofdioxinmeetstherequirementsofnationalstandard,butalsoisfarbelowEuropeanstandards.
Keywords:
doubleloop;pyrolysisfurnace;normalfluegas;dioxin
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