生活垃圾碳化热解项目设计方案.docx

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生活垃圾碳化热解项目设计方案

30T/D生活垃圾

碳化热解无害化处置

工程项目设计方案

第一章总论

1.1项目名称、建设地点、建设规模、主管单位及业主

1.1.1项目名称：

***30T/D垃圾处理项目

1.1.2项目建设地点：

1.1.3项目建设规模：

30吨/日处理

1.1.4项目主管单位：

1.1.5项目业主：

1.2编制依据、原则、范围及执行标准、规范

1.2.1编制依据

1.2.2编制原则

1）在城市总体规划的指导下，工程按照全面规划、分期实施的原则，以适应社会经济和环境保护的协调发展，实现城市的生活垃圾处理无害化、减量化和资源化，提高本项目的投资效益和社会效益；

2）遵守国家有关的法律、法规，执行国家关于环境保护、节约土地、劳动保护、安全卫生和节能等有关规定；

3）采用高效节能成熟的、简单易行适用的先进技术、工艺、材料和设备，节省工程投资，降低运行成本，确保垃圾的三化处理效果；

4）采用可靠的控制系统，做到技术可靠，经济合理。

积级创造一个良好的生产和生活环境，合理确定配套工程项目，提高运营管理水平，尽可能降低运营成本。

1.2.3编制范围

依据国家有关法令、政策、标准、规范，结合**的现有情况和发展规划，对项目建设的必要性、建设规模、场址选择、建场条件、垃圾处理工艺、垃圾转运及配套工程、组织管理、投资估算、经济效益及社会效益等方面进行研究。

1）对服务区的垃圾产量、成份、垃圾处理现状进行调查研究，包括地理环境、气象条件、水文地质情况及社会经济发展情况等；

2）对调查资料进行分析和计算；

3）对垃圾处理及垃圾转运方案进行比较和选择；

4）确定建设规模和场址位置；进行总图运输及辅助配套工程设计；

5）进行投资估算和经济评价；

6）得出结论和建议。

1.2.4采用的主要标准、规范

1）《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90-2007

2）《城市环境卫生设施规划规范》GB50337-2003

3）《城市环境卫生设施设置标准》CJJ27-2005

4）《生活垃圾转运站技术规范》CJJ47-2006

5）《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001

6）关于发布《城镇生活垃圾处理及污染防治技术政策》的通知建城【2000】120号

7）《环境空气质量标准》GB3095-1996

8）《地表水环境质量标准》GB3838-2002

9）《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993

10）《污水综合排放标准》GB8978-1996

11）《工业企业厂界噪声限值》GB12348-2008

1.3项目建设的必要性

目前，为执行国务院环境保护委员会制定的“城市生活垃圾处理无害化、减容化、资源化”的要求和实现广西总体规划的目标，消除城市垃圾处理不当造成的生态环境污染，提高城市环境质量和保护人民群众身体健康，使环境保护与经济发展相协调发展；使城镇建设走上可持续发展的良性轨道；实施“城乡清洁工程”；营造良好的投资环境。

为城市居民营造优美、整洁、文明的生活环境，提高人民群众的生活质量，提高城市的整体水平。

对于广西的经济建设和社会发展都有着十分重大的现实意义。

因此，建设**垃圾处理项目工程是十分必要的。

1.4项目概况

1.4.1项目位置、服务范围

垃圾热解厂的服务范围是：

**县城和周边乡镇。

服务对象是：

城区居民生活垃圾、商业垃圾、农贸市场垃圾、街道清扫垃圾和公共场所垃圾等。

不包括医院医疗废弃物和建筑、工业垃圾。

1.4.2项目内容

建设一座日处理垃圾30吨/日垃圾碳化热解气化处理厂。

1.4.3工程规模

根据***目前垃圾产量和预测的增长情况，结合当前财政经济承受能力及垃圾收费情况等因素，拟定本工程日处理能力为1台30吨的垃圾碳化热解气化炉，日处理垃圾30吨。

以后随着城镇的发展和垃圾量的增加，可相应增加处理规模。

1.4.4垃圾性质及产量预测

1.4.4.1垃圾性质

根据垃圾物料的低位发热值和其分布的比例，可计算得出**垃圾物料的综合的低位发热值为7524KJ/kg，而垃圾热解要求的垃圾物料的最低位发热值为4127KJ/kg，因此**垃圾成分的综合最低位发热值大于垃圾热解要求的最低位发热值，其适合用于垃圾热解工艺。

生活垃圾的成分主要与居民的生活水平、消费习惯、城市气候特征、城市燃气率等因素有关。

目前现状垃圾成分中无机物含量较高，今后随着居民气化率的普及，生活水平的提高以及城市基础设施的不断完善，城市生活垃圾成分中无机物所占比例会逐渐下降，而有机物所占比例会逐渐提高。

1.4.6工艺方案

本工程垃圾热解处理工艺系统采用料斗提升+垃圾碳化热解炉+旋转炉排+热交换热器+半干法喷雾吸酸塔+活性炭+布袋除尘器的热解、降温、尾气处理。

第二章热解处置技术方案及工程设计

1.垃圾碳化热解气化处理技术

垃圾碳化热解气化处理技术是一种新型节能的热解处置系统，该系统由预处理、自动上料、热解、余热回收、急冷脱酸、烟气净化和自动控制7大系统组成。

其核心设备垃圾碳化热解炉是将国际流行的热解气化技术同我国传统的炉床炉燃烧稳定的机理有机结合，热解炉采用主燃室和二燃室同轴的独特设计，并在炉膛内设有高温火墙及多功能旋转炉排等，使热能得以集中和充分利用，无需辅助燃料，仅靠废物自燃即能达标。

采用磁力雾化半干法急冷脱酸＋活性炭预敷＋袋式除尘的烟气净化处理工艺，可使烟气稳定达标排放且无工艺废水产生。

城市生活垃圾运输至热解气化厂后，首先计量，然后经简易破袋进入人工分拣、不可燃烧（砖、陶瓷等）直接作为路基材料利用，玻璃、塑料等回收利用。

其余的垃圾进入垃圾坑，然后通过抓斗将垃圾运送到热解炉。

垃圾收集车将运入厂内的垃圾，经计量后在垃圾池内贮存。

垃圾池内贮存的垃圾，然后定量地投入垃圾进料斗。

投入进料斗的垃圾，通过液压加料装置，定量地推入炉内。

热解量是通过布料装置的旋转速度来调节的。

其工艺路线采用料斗提升+垃圾碳化热解炉+旋转炉排+空气及水冷换热器+喷雾吸酸塔+活性炭+布袋除尘器的热解、降温、尾气处理工艺。

渗滤液回洒到垃圾上再入炉热解。

图1-1碳化热解炉工艺流程图

该热解气化处置系统适用于日处理30吨的城镇生活垃圾的“三化”处理。

由于炉内热解温度曲线与水泥窑的煅烧工艺相近，热解后的炉渣可用来做免烧砖等。

有着高效节能的显著优势。

是一种对环境较好的热解炉型。

同往复式排炉和流化床热解炉相比，它具有热解效率高、垃圾适应性较强、烟尘原始排放浓度低、NOx等排放量少、能耗低，热灼减量低等特点。

（1）热解气化炉对垃圾适应性，生活垃圾投入热解前只需进行简单分拣，主要是稳定垃圾的物料的尺寸，不必配备完整垃圾预处理系统，对不经分类收集的生活垃圾实现了“三化”处理。

（2）热解气化炉完全利用垃圾自身热值热解，无需添加辅助燃料就能直接燃烧不低于1000kcal/kg、含水率≤50%、灰分＜25%的城市生活垃圾，对垃圾成分与含水率适用范围极广。

（3）热解气化技术与火床炉燃烧原理有机结合，热效率高，余热利用充分。

优良的保温技术确保垃圾在高温热解中燃烬，同时产生的高温烟气（≥850℃），通过热交换器可利用回收。

（4）环保工艺完善，烟气治理手段成熟。

垃圾在炉内干燥热解、高温热解气化和对烟气的再次热解气化（出口烟气＞850℃）、延长烟气在炉内停滞时间（两秒以上），整个热解过程中能有效抑制PCDDs/PCDFs类有害物质的产生，通过对高温烟气的急冷降温有效的避免“二噁英”的再合成、半干法脱酸、活性炭吸附、袋式除尘等主要措施都投入到了工艺线上，可确保达到现行国家烟尘排放标准。

（5）垃圾经本套热解炉高温热解气化后形成的炉渣灼热减率<3%，炉渣经高温烧结，具有较高的活性（相当于水泥标号约200#），是生产水泥的优质原材料，也可以用作生产免烧型建材产品如广场地砖、路缘石等，可全部用作生产建材产品的原料。

（6）减容效果好，消毒、除臭彻底，处理效率高。

（7）设备故障少，营运成本低。

同时该热解炉独有连续72小时封炉功能。

（8）整套工艺生产过程中无污水产生，可实现污水零排放。

（9）建设投资及投运后垃圾处理成本优势明显。

这些优势来源于该热解系统结构紧凑、工艺简便、附属设施精简、自动化程度高、主要设备国产化等特点，热解气化厂占地面积小。

比较同等规模垃圾热解系统，该热解炉投资额只相当于国家标准的30%-60%，相当于进口设备的25%；垃圾处理成本相当于国家标准的一半，是进口设备的1/8-1/14。

垃圾碳化热解炉工艺流程：

为防止垃圾在贮坑和分选过程中产生的腐臭气等有害气体外逸污染环境，除对垃圾贮坑和分拣作业点采取全封闭措施外，同时将这些空间的空气抽出作为助燃空气进入热解炉，使这些空间形成负压，从而杜绝臭气外逸。

垃圾的渗沥液通过垃圾贮坑底部的通道汇集到污水井，由污水泵抽出加压喷洒到换热器烟气沉降室热解处理，以免造成渗沥液污水对环境的二次污染。

经破碎、拣选等预处理后的垃圾由带式输送机输送到垃圾贮坑，再由提升上料至设置在垃圾热解炉顶部的贮仓暂存，经双辊加料机入热解炉,以及均匀、松散地布撒在热解炉炉排上。

在热解炉内垃圾自上而下经过预热干燥、热解气化、高温燃烧、燃烬烧结等过程。

使其中有机可燃成份氧化成为简单的气态氧化物，无机不可燃组分则在高温下烧结形成稳定的固态残渣，可以用来生产免烧型建材产品（如广场地面砖、路缘石等）；高温烟气则在最佳时空侧向进入环形二燃室进行二次燃烧，使有毒有害的物质彻底得到分解。

热解炉正常运行时，主炉膛温度控制在750~900℃，二燃室温度控制在860~1150℃，避免因温度过高而产生较多氮氧化物，同时将垃圾热解后产生烟气温度控制在850℃以上且在炉内停留时间在2秒以上，以促使可能存在的二噁英类（PCDDs/PCDFs）有害物质充分分解。

经排烟口排出的高温烟气（温度在850℃左右）通过沉灰室和热交换器、急冷脱酸塔，使烟气温度迅速降低至200℃左右，以避免PCDDs/PCDFs类有害物质的低温再合成。

而热交换器产生的蒸汽用于热消毒、建材产品的蒸汽养护和生活、采暖等。

烟气经急冷脱酸塔、袋式除尘器和活性炭吸附器等三级净化处理后达标排入大气。

由于本系统采用的是半干法烟气净化方式，因此，整个生产过程中无废水排放。

根据生活垃圾的特性，尾气净化系统由半干法塔+活性炭喷射+布袋除尘器三部分组成。

半干法塔上部高速旋转喷头，转速一般为12000r/min,使纳米级碱液雾迅速与烟气充分接触,中和酸性气体;当出口烟气温度高于200℃时，可自动降低烟气温度。

半干法塔和除尘器下部设有灰斗和出灰阀门，将尾气处理产生的灰尘收集，集中固化处理，实现无害排放或综合利用，热解形成的炉渣经粉碎后综合利用，可用于生产各类建材系列产品。

烟气出布袋除尘器后经引风机送入烟囱达标排放。

引风机采用变频控制，引风机的工作由回转热解炉炉膛的压力反馈信号控制，当炉膛内的负压小于-3㎜水柱时，引风机转速提高，使系统中的负压维持在一定水平之上；当炉膛内的负压过高时，引风机转速降低，以避免不必要的动力消耗。

烟气经上述净化系统处理后可确保达标排放。

2.2工程设计

2.2.1建设规模

名称

处理量

日均处理垃圾量

30（t/d）

热解炉日均处理垃圾量

25-35（t/d）

2.2.2热解炉工艺参数

处理量：

30t/d；

生活垃圾热值：

4180-7500KJ/kg

生活垃圾密度：

150-350kg/m3

热解温度：

≥850℃

停留时间：

≥3s

灰渣热灼减率：

≤3%

工作方式：

24小时运转

热解炉型：

碳化热解气化炉

余热利用：

水冷+空气换热器

尾气处理：

采用半干法脱酸塔+活性炭吸附+袋式除尘器

系统压力：

系统负压运行（防止有害气体外溢）

烟囱高度：

38米

启炉点火：

烘炉需7—10天