垃圾焚烧及烟气净化工艺课件.ppt

生活垃圾与危险废物的焚烧工艺 生活垃圾焚烧工艺 2 2020 3 20 垃圾焚烧发电工艺流程 3 2020 3 20 生活垃圾焚烧发电厂的组成 生活垃圾焚烧发电厂包括主体工艺系统 辅助系统和配套设施三大部分 一 主体工艺系统垃圾接收 储存及输送系统垃圾焚烧系统余热利用系统烟气净化系统灰渣处理系统电力系统低压供配电及电气传动自动化仪表及计算机系统二 辅助系统辅助燃料系统压缩空气系统循环水系统给排水系统除盐水制备系统渗滤液处理系统通风及空调系统调度 通讯系统三 配套设施消防 环境保护 劳动安全防护与办公生活服务设施 4 2020 3 20 垃圾接收 储存及输送系统 该系统主要包括 垃圾称重设施 汽车衡 卸料大厅 卸料门 垃圾储坑 抓斗起重机 一 汽车衡汽车衡采用SCS系列浅基坑全自动电子汽车衡 主要由称重秤体 称重传感器 称重显示器 计算机系统等组成 量程根据城市最大型的运输车辆总重确定 称重精度20kg 二 卸料大厅垃圾卸料大厅系运输车卸料周转平台 设行使路线标识和信号灯 卸料大厅长度依据垃圾坑长度与垃圾抓斗检修区域宽度确定 大厅宽度依据城市最大型的运输车总长与转弯半径确定 以保证垃圾运输车能正常卸料和交通畅通 三 卸料门根据项目处理规模和入厂垃圾运输车集中度确定 并满足 生活垃圾焚烧处理工程技术规范 可采用电动或液压提升式卸料门 卸料门的开启与垃圾起重机联锁或由垃圾吊操作员控制 通过信号灯指示开闭状态 以调度垃圾车进行卸料 卸料完毕后立即关闭 防止垃圾坑内臭气向外泄露 四 垃圾储坑垃圾坑有效容量按照5 7天垃圾处理量设置 长度 宽度和深度综合考虑焚烧炉中心间距 垃圾堆存安息角 地质条件以及是否有利于渗滤液排出进行确定 垃圾坑除起到储存 调节垃圾数量的作用外 便于对垃圾进行搅拌 混合和脱水 起到对垃圾品质的调节作用 五 垃圾起重机垃圾抓斗起重机 用于垃圾的给料 堆垛 移料和混料 采用半自动或全自动控制 安装于垃圾坑上部 抓斗起重机的单台处理能力和数量依据项目日处理规模确定 5 2020 3 20 垃圾焚烧系统 垃圾焚烧炉目前主要有四种炉型 机械炉排炉 循环流化床 回转窑和热解气化焚烧炉 1 机械炉排炉焚烧技术这是发展较早的垃圾焚烧炉型式 技术已日趋完善 运行可靠性高 垃圾在炉膛内 经过干燥 燃烧和燃烬3个阶段 在大量氧气助燃条件下充分燃烧 炉排炉又分为链条炉 往复炉 滚筒炉等多种炉型 2 循环流化床焚烧炉技术这是一种基于循环流化床燃烧技术而发展起来的垃圾处理技术 集垃圾焚烧 供热 发电为一体 该技术适合焚烧低热值垃圾 为使焚烧炉内温度保持850摄氏度以上 需添加煤等辅助燃料 且前序工艺需进行垃圾分拣 3 回转窑焚烧炉技术回转窑焚烧炉炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒 焚烧垃圾时 垃圾由回转窑上部供应 筒体慢慢旋转 使垃圾不断翻转并向后移动 垃圾逐渐干燥 燃烧 燃尽 然后排至排渣装置 该技术的主要缺点是垃圾处理量不大 飞灰处理难 燃烧不易控制 4 热解气化焚烧炉技术这是在隔绝空气的条件下 垃圾在热解装置中受热而使有机质分解 转化成燃气 此种方法是4种焚烧法中最新的焚烧理论 垃圾处理规模较小 系统复杂 运行成本较高 6 2020 3 20 垃圾焚烧系统 机械炉排炉 焚烧过程 1 垃圾干燥脱水 烘烤着火针对我国目前高水分 低热值垃圾的焚烧 这一阶段必不可少 一般为了缩短垃圾水分的干燥和烘烤时间 该炉排区域的一次进风均经过加热 可用高温烟气或废蒸汽对进炉空气进行加热 温度一般在200 左右 垃圾在干燥带的滞留时间约为30min 2 高温燃烧通常炉排上的垃圾在900 左右的范围燃烧 因此炉排区域的进风温度必须相应低些 以免过高的温度会损害炉排 缩短使用寿命 垃圾在燃烧带的滞留时间约为30min 3 燃尽垃圾经完全燃烧后变成灰渣 在此阶段温度逐渐降低 炉渣被排出炉外 垃圾在燃烬段上滞留约1h 主要特点 1 对垃圾热值的适应范围广 且绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧2 处理量大 可应用于大规模垃圾集中处理3 含水率特别高的污泥 大件生活垃圾 不宜直接用炉排型焚烧炉4 二噁英及NOx的产生量较多 但飞灰量少5 运行及维护简便 年工作8000h以上主要参数 燃烧温度 800 1000 垃圾停留时间 1 3h烟气停留时间 在850 以上的温度区域至少停留2s 7 2020 3 20 垃圾焚烧系统 机械炉排炉 8 2020 3 20 垃圾焚烧系统 循环流化床 焚烧过程 1 垃圾 煤粉在燃烧室掺烧破碎后的垃圾与煤粉在通入空气的作用下流化焚烧 并抬升进入旋风分离器 流化床温度一般在850 900 能够减少受热面的污垢和结渣 2 物料回运物料在旋风分离器的作用下下沉进入U型阀 回运至炉膛进一步燃烧 烟气则通过旋风分离器进入外置换热器降温 3 燃尽垃圾经完全燃烧后变成灰渣 从燃烧室底部排出 主要特点 1 垃圾需破碎至15cm以下才能进炉燃烧2 可以处理热值低 水分高的垃圾3 通常需要添加较大量的煤 20 30 进行助燃4 二噁英及NOx的产生量较少 但飞灰量多5 核心部件风帽易磨损 维护停炉期长 年工作约6600h主要参数 燃烧温度 850 900 流化风速 4 8m s垃圾停留时间 1 2h烟气停留时间 在燃烧室约3 4s 在旋风分离器约1 5 3s 9 2020 3 20 垃圾焚烧系统 回转窑 焚烧过程 1 回转窑燃烧垃圾由回转窑一端进入 筒体慢慢旋转 使垃圾不断翻转并向后移动 垃圾逐渐在燃烧器 一般烧天然气 增温的高温段焚烧完毕 然后进入二燃室 2 二燃室充分燃烧未燃尽的垃圾从二燃室底部的卸料口排出 烟气则在二燃室中进一步燃烧 并进入后道工序 主要特点 1 两段式负压燃烧 回转窑温度为600 800 二燃室温度为1000 1200 2 垃圾处理能力大3 窑体易受高温腐蚀 耐火材料易损坏4 可以焚烧各种垃圾 常用于处理危险废物5 运行时间长 维护简单主要参数 炉内温度 回转窑600 800 二燃室1000 1200 垃圾停留时间 2 4h烟气停留时间 在二燃室至少停留2s 10 2020 3 20 垃圾焚烧系统 热解气化炉 焚烧过程 1 干燥热解垃圾通过双辊加料机加入到转动的炉体内 落料时进入炉膛内的垃圾伴随着炉体的转动 沿着半径面撒开到达干燥层 垃圾在干燥层通过下面的高温烟气迅速干燥升温 然后到达热解层 大部分有机物在高温缺氧状态下被热解生成H2 CO和CH4等可燃气体 3 燃烧后排出炉渣热解气化后的残余物在燃烧层进行充分燃烧 产出的高温烟气为干燥层和热解层提供了所需的热量 燃烧层生成的残渣经过热渣层继续燃烧后进入冷渣层 炉渣经旋转炉排挤压破碎后排出 4 二燃室充分燃烧从热解气化炉排出的高温混合气体从炉顶部的出烟口排出经烟气道进入二燃室 经二次风补给 在过氧情况下燃烧 二燃室采用燃油燃烧器 当二燃室温度过低时 燃烧器启动点火补充热量 达到合适温度时停止助燃 主要特点 1 垃圾停留时间长 日处理量较小2 燃烧充分 燃烧效率高 热损失量小3 飞灰含量低 运行维护简单主要参数 炉内温度 热解气化炉600 800 二燃室800 1000 850 900 最佳 垃圾停留时间 3 6h烟气停留时间 在二燃室至少停留2s二燃室O2浓度 6 10 11 2020 3 20 垃圾焚烧系统 热解气化炉 12 2020 3 20 垃圾焚烧系统 各种炉型比较 13 2020 3 20 余热利用系统 水冷壁 布置于炉膛 吸收炉膛火焰和烟气的热量 将水加热成饱和蒸汽 过热器 吸收炉膛内火焰和烟气的热量 辐射式过热器 或烟道中烟气的热量 对流式过热器 将饱和蒸汽加热成过热蒸汽 省煤器 布置于尾部烟道的低温部分 利用低温烟气的热量 加热锅炉给水 空气预热器 布置于省煤器后 利用更低的低温烟气的热量 将空气加热后送入炉膛或制粉系统 以提高锅炉效率 余热利用系统主要包括 锅炉水冷壁 过热器 省煤器 空气预热器 以及汽轮发电机组等装置 14 2020 3 20 烟气净化系统 概述 生活垃圾焚烧产生的烟气含有氯化氢 二氧化硫 氮氧化物 硫化氢 一氧化碳 重金属 飞灰 二噁英等有害物质 垃圾焚烧厂烟气排放指标需满足的最低标准 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2014 每条垃圾焚烧线分别配置1套独立的烟气净化处理线 主要包括脱硫 脱硝 除尘等设施 净化后的烟气通过引风机 烟囱排入大气 每条焚烧线引风机出口水平烟道或烟囱分别设置1套独立的烟气在线监测仪 CEMS 以连续监测每条焚烧线的烟气排放指标 15 2020 3 20 烟气净化系统 除尘系统 除尘器可分为两大类 干式除尘器 惯性除尘器 静电除尘器 布袋除尘器 旋风除尘器 湿式除尘器 包括喷淋塔 文丘里洗涤剂 泡沫除尘器和水膜除尘器等 目前常见的运用最多的是旋风除尘器 静电除尘器与布袋除尘器 重力除尘器 惯性除尘器 布袋除尘器 板式电除尘器 管式电除尘器 管式电除尘器 旋风除尘器 16 2020 3 20 烟气净化系统 除尘系统 除尘器可分为两大类 干式除尘器 惯性除尘器 静电除尘器 布袋除尘器 旋风除尘器 湿式除尘器 包括喷淋塔 文丘里洗涤器 泡沫除尘器和水膜除尘器等 目前常见的运用最多的是旋风除尘器 静电除尘器与布袋除尘器 喷淋式洗涤除尘器 填料塔 文丘里洗涤器 泡沫除尘器 水膜除尘器 湿式电除尘器 WESP 17 2020 3 20 烟气净化系统 各种除尘工艺比较 不同除尘工艺比较 18 2020 3 20 烟气净化系统 烟气脱硫系统 FGD 按照硫化物吸收剂及副产品的形态 脱硫技术可分为干法 半干法和湿法三种 湿法脱硫 石灰石 石灰 石膏法 钠钙双碱法 氧化镁法 氨法 海水法 半干法脱硫 喷雾干燥法 循环流化床法 炉内喷钙尾部增湿法 干法脱硫 活性炭法 炉内喷钙法 电子照射法 19 2020 3 20 烟气净化系统 湿法脱硫系统 湿法脱硫 石灰石 石灰 石膏法 钠钙双碱法 氧化镁法 氨法 海水法 特点是脱硫系统位于烟道的末端 除尘器之后 脱硫过程的反应温度低于露点 所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出 由于是气液反应 其脱硫反应速度快 效率高 脱硫效率高 但是 湿法烟气脱硫存在废水处理问题 初投资大 运行费用也较高 原理将石灰石粉由罐车运到料仓存储 然后通过给料机 计量器和输粉机将石灰石粉送入在浆配制罐 在罐中与来自工艺过程的循环水一起配制成石灰石质量分数为15 20 浆液 用泵将该浆液经由一带流量测量装置的循环管道打入吸收塔内 石膏是石灰石 石膏法烟气脱硫的副产物 石灰石 石膏法 20 2020 3 20 烟气净化系统 湿法脱硫系统 湿法脱硫 石灰石 石灰 石膏法 钠钙双碱法 氧化镁法 氨法 海水法 特点是脱硫系统位于烟道的末端 除尘器之后 脱硫过程的反应温度低于露点 所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出 由于是气液反应 其脱硫反应速度快 效率高 脱硫效率高 但是 湿法烟气脱硫存在废水处理问题 初投资大 运行费用也较高 原理配制好的NaOH溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的 然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成NaOH再打回脱硫塔内循环使用 由于钠基脱硫剂碱性强 吸收SO2后反应产物溶解度大 不会造成过饱和结晶 造成结垢堵塞问题 钠钙双碱法 21 2020 3 20 烟气净化系统 湿法脱硫系统 湿法脱硫 石灰石 石灰 石膏法 钠钙双碱法 氧化镁法 氨法 海水法 特点是脱硫系统位于烟道的末端 除尘器之后 脱硫过程的反应温度低于露点 所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出 由于是气液反应 其脱硫反应速度快 效率高 脱硫效率高 但是 湿法烟气脱硫存在废水处理问题 初投资大 运行费用也较高 原理氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺 该工艺流程是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物 再与SO2溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应 MgO反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁 亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁 氧化镁法 22 2020 3 20 烟气净化系统 湿法脱硫系统 湿法脱硫 石灰石 石灰 石膏法 钠钙双碱法 氧化镁法 氨法 海水法 特点是脱硫系统位于烟道的末端 除尘器之后 脱硫过程的反应温度低于露点 所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出 由于是气液反应 其脱硫反应速度快 效率高 脱硫效率高 但是 湿法烟气脱硫存在废水处理问题 初投资大 运行费用也较高 氨法 海水法 23 2020 3 20 烟气净化系统 半干法脱硫系统 半干法脱硫 喷雾干燥法 循环流化床法 炉内喷钙尾部增湿法 半干法是把脱硫过程和脱硫产物处理分别采用不同的状态反应 特别是在湿状态下脱硫 在干状态下处理脱硫产物的半干法 既有湿法脱硫工艺反应速度快 脱硫效率高的优点 又有干法脱硫工艺无废水废液排放 在干状态下处理脱硫产物的优势 是除硫工艺重要发展方向 原理以石灰作为吸收剂 石灰消化制成消石灰浆 消石灰浆液经旋转喷雾装置雾化成非常细的液滴 在吸收塔内与烟气混合 通过气 液两相传质反应 同时雾化后的吸收剂浆液滴受热蒸发 形成粉末状的脱硫副产物 烟气由于液滴蒸发而降温 同时烟气中的SO2与吸收剂的Ca OH 2反应 生成CaSO3 反应后烟气由下游除尘器处理 通过引风机由烟囱排出 同时收集脱硫副产物 喷雾干燥法 24 2020 3 20 烟气净化系统 半干法脱硫系统 半干法脱硫 喷雾干燥法 循环流化床法 炉内喷钙尾部增湿法 半干法是把脱硫过程和脱硫产物处理分别采用不同的状态反应 特别是在湿状态下脱硫 在干状态下处理脱硫产物的半干法 既有湿法脱硫工艺反应速度快 脱硫效率高的优点 又有干法脱硫工艺无废水废液排放 在干状态下处理脱硫产物的优势 是除硫工艺重要发展方向 原理CFB工艺在空预器和除尘器间安装流化塔 烟气从塔底进入 同喷入的消石灰干粉和增湿水接触并反应 塔内烟气流速设计在固 气二相相对速度较高的范围 物料层呈悬浮状 烟气中的SO2被消石灰吸收生成CaSO3 被烟气带出塔的颗粒由后续除尘器收集并再次回流到吸收塔参与反应 若在除尘器前加入活性炭末 通过多次循环 可以达到脱除重金属 二噁英的效果 循环流化床法 25 2020 3 20 烟气净化系统 半干法脱硫系统 半干法脱硫 喷雾干燥法 循环流化床法 炉内喷钙尾部增湿法 半干法是把脱硫过程和脱硫产物处理分别采用不同的状态反应 特别是在湿状态下脱硫 在干状态下处理脱硫产物的半干法 既有湿法脱硫工艺反应速度快 脱硫效率高的优点 又有干法脱硫工艺无废水废液排放 在干状态下处理脱硫产物的优势 是除硫工艺重要发展方向 原理将石灰石粉喷射到炉膛上部温度为900 1250 的区域 CaCO3立即分解并与烟气中的SO2和少量的SO3反应生成CaSO4 在活化器内炉膛中未反应的CaO与喷入的水反应生成Ca OH 2 SO2与生成Ca OH 2快速反应生成CaSO3 有部分被氧化成CaSO4 为了提高钙的利用率 可将电除尘器收集下来的粉尘返回一部分到活化反应器中再利用 即脱硫灰再循环 活化器出口烟温因雾化水的蒸发而降低 因此通过烟气加热器将烟气温度提高至露点以上10 15 加热工质可用蒸气或热空气 也可用未经活化器的烟气 炉内喷钙尾部增湿法 26 2020 3 20 烟气净化系统 干法脱硫系统 干法脱硫 活性炭法 炉内喷钙法 电子照射法 喷入炉膛的CaCO3高温煅烧分解成CaO 与烟气中的SO2发生反应 生成硫酸钙 采用电子束照射或活性炭吸附使SO2转化生成硫酸氨或硫酸 统称为干法烟气脱硫技术 它的优点是工艺过程简单 无污水 污酸处理问题 能耗低 特别是净化后烟气温度较高 有利于烟囱排气扩散 腐蚀性小 其缺点是脱硫效率较低 设备庞大 投资大 占地面积大 操作技术要求高 炉内喷钙法 电子照射法 活性炭法 27 2020 3 20 烟气净化系统 各种脱硫工艺比较 28 2020 3 20 烟气净化系统 脱硝系统 按脱硝工艺分为 SCR脱硝 320 400 SNCR脱硝 850 1200 SNCR SCR脱硝等 烟气脱硝常用的还原剂为液氨 氨水或尿素 SCR工艺中常用的催化剂大多以TiO2为载体 以V2O5或V2O5 WO3或V2O5 MoO3为活性成分 制成蜂窝式 板式或波纹式三种类型 SCR脱硝 SNCR脱硝 SNCR SCR脱硝 29 2020 3 20 烟气净化系统 各种脱硝工艺比较 不同脱硝工艺比较 不同还原剂比较 30 2020 3 20 危险废物焚烧工艺 31 2020 3 20 危险废物焚烧处理工艺 危险废物焚烧工艺流程 32 2020 3 20 危险废物焚烧处理工艺 危险废物焚烧工艺流程 33 2020 3 20 危险废物概述 定义 危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物 特征 具有腐蚀性 毒性 易燃性 反应性或者传染性等一种或者几种危险特性 国家危险废物名录 2016版 将危险废物调整为46大类别479种 其中362种来自原名录 新增117种 共有16种危险废物列入 危险废物豁免管理清单 如生活垃圾焚烧飞灰满足入场标准后可进入生活垃圾填埋场填埋 废弃电路板在运输工具满足防雨 防渗漏 防遗撒要求时可以不按危险废物进行运输 危险废物名录 部分危险废物的危险分类 34 2020 3 20 危险废物概述 35 2020 3 20 危废收运系统 收运原则 1 从事危险废物收集的营业性单位必须经地市级以上环保部门批准 并核发 危险废物经营许可证 2 执行 中华人民共和国固体废物环境污染防治法 等法规和环保标准 收运人员需接受专业培训 考核合格 带证上岗 3 明确可接受和不可接受危险废物的内容范围 对可接受废弃物应按物化特性分类 严禁混合收集性质不相容而未经安全处置的废物 4 危险废物转移时需办理有关手续 其包装容器必须贴有标签 注明危险废物的名称质量 成分 特性 运输废弃物车辆有废弃物式样标志 5 危险废物收运过程应防止散扬 流失 渗漏等污染环境的措施 避免运输过程中的污染 减少可能造成的环境风险 6 收集贮存危险废物的场地 设施 工具 车辆等必须符合国家有关规定和标准 不同种类的危废推荐的处理方法 36 2020 3 20 危废收运系统 包装要求危险废物的运输要根据废物的特性和数量 选择合适的包装容器 运输危险废物可供选择的包装容器有 金属桶 塑料桶 纸板桶 槽罐等 容器及包装材料应与所盛装废物相容 要有足够的强度 贮存和装卸运输过程中不易破裂 废物不扬散 不流失 不渗漏 不释放有害气体和臭味 要满足 危险货物包装标志 GB190 1990 和 危险货物运输包装通用技术条件 GB12463 2009 的要求 运输要求公路运输按照 道路危险货物运输管理规定 执行 铁路运输按照 铁路危险货物运输管理规则 执行 水路运输按照 水路危险货物运输规则 执行 废弃危险化学品的运输按照 危险