垃圾焚烧炉的种类及原理

1、垃圾焚烧炉的种类及工作原理垃圾焚烧炉的种类及工作原理图图81 81 垃圾焚烧组分三元图垃圾焚烧组分三元图可燃区的界限值：可燃区的界限值： Wy50% （ 水分） Ay60% （灰分） Ry25%（可燃分） 表表81 焚烧各要素的互动关系焚烧各要素的互动关系参 数 变 化搅拌混合程度气体停留时间燃烧室温度燃烧室负荷燃烧温度上升过剩空气率增加停留时间增加可减少会增加可减少可减少会减少会降低会降低会增加会增加会降低焚烧系统焚烧系统（包括八个子系统（包括八个子系统 ） （1）贮存及进料系统）贮存及进料系统 （2）焚烧系统（焚烧炉）焚烧系统（焚烧炉） （3）废热回收系统；）废热回收系统； （4 4）发电

2、系统发电系统 （5）饲水处理系统）饲水处理系统 （6）废气处理系统）废气处理系统 （7 7）废水处理系统废水处理系统 （8）灰渣收集及处理系统）灰渣收集及处理系统 图图83 83 城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图1-1-倾卸平台倾卸平台 2-2-垃圾贮坑垃圾贮坑 3-3-抓斗抓斗 4-4-操作室操作室 5-5-进料口进料口 6-6-炉排干燥段炉排干燥段 7-7-炉排燃烧段炉排燃烧段 8-8-炉排后燃烧段炉排后燃烧段9-9-焚烧炉焚烧炉 10-10-灰渣灰渣 11-11-出灰输送带出灰输送带 12-12-灰渣贮坑灰渣贮坑 13-13-出灰抓斗出灰抓斗 14-14-废气冷却

3、室废气冷却室 15-15-热交换器热交换器16-16-空气预热器空气预热器 17-17-酸性气体去除设备酸性气体去除设备 18-18-滤袋集尘器滤袋集尘器 19-19-引风机引风机 20-20-烟囱烟囱 21-21-飞灰输送带飞灰输送带22-22-抽风机抽风机 23-23-废水处理设备废水处理设备贮贮存存及及进进料料系系统统 焚烧系统焚烧系统 废热回收废热回收系统系统 发电系统发电系统 饲水处理系统饲水处理系统 废气处理系统废气处理系统 废水处理系统废水处理系统 灰渣收集及灰渣收集及处理系统处理系统 图图84 曲径多室固定炉排焚烧炉曲径多室固定炉排焚烧炉 1-二次燃烧室 2-混合室 3、5-火

4、焰道 4-一次燃烧室 6、10-清扫口 7-中间口 8-炉条9-灰槽 11-一般垃圾供料口 12-炉床 13-医疗垃圾供料口 14-医疗垃圾助燃器口一一次次燃燃烧烧室室二二次次燃燃烧烧室室医疗垃圾医疗垃圾助燃室助燃室图图85 同轴多室固定炉排焚烧炉同轴多室固定炉排焚烧炉一次燃烧室一次燃烧室二二次次燃燃烧烧室室一、固定炉排焚烧炉一、固定炉排焚烧炉 特特 点点 （1） 结构简单、使用方便；结构简单、使用方便；（2） 间歇式或半连续式操作，处理量小、处理效率低（间歇式或半连续式操作，处理量小、处理效率低（10375kg/h）；）；（3） 燃烧不完全；燃烧不完全；（4） 多采用人工加料，劳动强度大，工

5、作环境条件较差。多采用人工加料，劳动强度大，工作环境条件较差。应应 用用 少量废物的焚烧处理。少量废物的焚烧处理。 图图86 86 链条式机械炉排焚烧炉链条式机械炉排焚烧炉燃燃烧烧气气炉渣炉渣空气空气 图图87 阶梯往复式机械炉排焚烧炉阶梯往复式机械炉排焚烧炉燃燃烧烧气气炉渣炉渣二、活动炉排（机械炉排）焚烧炉二、活动炉排（机械炉排）焚烧炉 特特 点点 （1）可实现操作的连续化、自动化；）可实现操作的连续化、自动化； （2）处理能力大、工作条件好；）处理能力大、工作条件好； （3）链条式结构相对简单，对物料没有搅动作用，容易出现）链条式结构相对简单，对物料没有搅动作用，容易出现局部燃烧不完全、燃

6、不尽等现象；局部燃烧不完全、燃不尽等现象； （4）往复式可对料层翻动、扒松，空气与物料接触充分，燃）往复式可对料层翻动、扒松，空气与物料接触充分，燃烧完全，性能比链条炉排的要好；烧完全，性能比链条炉排的要好； 应应 用用 工业化、大规模焚烧处理。工业化、大规模焚烧处理。 图图88 水平组装式固定炉床焚烧炉水平组装式固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉水平组装式水平组装式 特特 点点 （1）建造快速简便、制造成本较低；）建造快速简便、制造成本较低； （2）对物料的适应性强，不需物料前处理；）对物料的适应性强，不需物料前处理； （3）可自动连续进料及排灰；）可自动连续进料及排灰； （

7、4）但主燃烧室内氧气供给不充分，燃烧温度不高；）但主燃烧室内氧气供给不充分，燃烧温度不高； （5）物料由输送杆推移，对物料的搅拌不足，废物燃烧物料由输送杆推移，对物料的搅拌不足，废物燃烧不完全，残灰中含碳量较高。不完全，残灰中含碳量较高。 应用应用 比较适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的小型焚烧处理，比较适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的小型焚烧处理，单炉处理容量在单炉处理容量在200t/d200t/d以下。以下。图图89 立式多层固定炉床焚烧炉立式多层固定炉床焚烧炉 1- -冷却空气冷却空气 2- -中心轴内筒中心轴内筒 3- -中心轴外筒中心轴外筒 4- -搅拌臂内筒搅拌臂内筒 5- -搅拌臂

8、外筒搅拌臂外筒 6- -隔板隔板 7-7-搅拌搅拌齿齿三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉立式多层炉立式多层炉 特特 点点（1）废物在炉内停留时间长，适合处理含水率高、热值低的污）废物在炉内停留时间长，适合处理含水率高、热值低的污泥；泥； （2）可使用多种燃料，燃烧效率高；）可使用多种燃料，燃烧效率高； （3）可通过辅助燃烧器来提高炉内温度，运转灵魂、对）可通过辅助燃烧器来提高炉内温度，运转灵魂、对物料的适应性强；物料的适应性强； （4）燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高；）燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高； （5） 排气温度较低，易产生恶臭。排气温度较低，易产生

9、恶臭。 应应 用用 在污泥焚烧方面得到了较为广泛的应用，但不适用于含可在污泥焚烧方面得到了较为广泛的应用，但不适用于含可熔性灰份的废物，以及需要极高温度才能破坏的废物的焚烧熔性灰份的废物，以及需要极高温度才能破坏的废物的焚烧处理。处理。图图810 螺旋式固定炉床焚烧炉螺旋式固定炉床焚烧炉 烟气空气进料三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉螺旋式螺旋式 特特 点：点： （1）对物料的适应性强、能焚烧各种复杂的固体废物；对物料的适应性强、能焚烧各种复杂的固体废物； （2 2）处理能力大、运行可靠；）处理能力大、运行可靠； （3 3）燃烧室的温度低、设备使用寿命长；）燃烧室的温度低、设备使用寿命长；

10、（4 4）可全部实行自动控制、工业化程度高。）可全部实行自动控制、工业化程度高。 应应 用用 城市生活垃圾和危险废物。城市生活垃圾和危险废物。图图811高温气化固定炉床焚烧炉高温气化固定炉床焚烧炉 热解气体热解气体三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉高温气化式高温气化式 特特 点点 （1）焚烧温度高，物料燃烧完全，对有害物质的破坏彻底；）焚烧温度高，物料燃烧完全，对有害物质的破坏彻底； （2）炉渣实现了熔融固化，避免了焚烧炉渣对环境的危害；）炉渣实现了熔融固化，避免了焚烧炉渣对环境的危害； （3） 对不同物料的适应性较强；对不同物料的适应性较强； （4） 比较适合有害废物和危险废物的焚烧处理；

11、比较适合有害废物和危险废物的焚烧处理； （5） 焚烧温度高，对设备和运行管理要求高。焚烧温度高，对设备和运行管理要求高。 用用 途途 危害性大的工业废物和危险废物。危害性大的工业废物和危险废物。图图812 普通型旋转窑焚烧炉普通型旋转窑焚烧炉固体废物固体废物烟 气二次燃烧图图813 后旋转窑焚烧炉后旋转窑焚烧炉（一次燃烧）（一次燃烧）（二次燃烧）（二次燃烧）四、活动炉床焚烧炉四、活动炉床焚烧炉旋转窑式旋转窑式 特特 点点 （1）对物料的适应性强，能焚烧气态、液态和固态等多种形态与性质）对物料的适应性强，能焚烧气态、液态和固态等多种形态与性质 的废物，不同废物可单独焚烧，也可混合焚烧；的废物，不

12、同废物可单独焚烧，也可混合焚烧；（2）易于调节控制、空气配送方便、物料搅动良好，燃烧效率高；）易于调节控制、空气配送方便、物料搅动良好，燃烧效率高；（3） 二燃室温度可调，能确保摧毁残余的毒性物质；二燃室温度可调，能确保摧毁残余的毒性物质；（4） 旋转窑内无运动部件、运行稳定可靠；旋转窑内无运动部件、运行稳定可靠；（5）可全部实行自动控制、工业化程度高、处理能力大；）可全部实行自动控制、工业化程度高、处理能力大；（6） 建造费用较高、系统热效率较低；建造费用较高、系统热效率较低；（7）烟气中悬浮微粒含量较高，废气净化难度较大，且焚烧过程中会形）烟气中悬浮微粒含量较高，废气净化难度较大，且焚烧过

13、程中会形成熔渣，易对旋转窑耐火内衬造成损坏；成熔渣，易对旋转窑耐火内衬造成损坏；（8） 球形固体废物易滚出旋转窑，不易燃烧完全。球形固体废物易滚出旋转窑，不易燃烧完全。 应应 用用 城市生活垃圾、工业固废和危险废物。城市生活垃圾、工业固废和危险废物。图图814 沸腾式流化床焚烧炉沸腾式流化床焚烧炉燃烧区燃烧区流化区流化区床表区床表区删格区删格区图图815 循环流化床焚烧炉循环流化床焚烧炉一一燃燃室室二二燃燃室室五、流化床焚烧炉五、流化床焚烧炉 特特 点点 （1）物料与空气、热载体间充分混合接触，传热传质效率）物料与空气、热载体间充分混合接触，传热传质效率 高，高，燃烧速度快、效率高；燃烧速度快

14、、效率高； （2）炉内燃烧温度分布均匀，物料燃烧完全；）炉内燃烧温度分布均匀，物料燃烧完全； （3） 炉体结构简单，炉体体积较小；炉体结构简单，炉体体积较小； （4）流动的介质对炉内部的磨损较大；）流动的介质对炉内部的磨损较大； （5）要求进料颗粒均匀，对颗粒大小也有一定的要求；）要求进料颗粒均匀，对颗粒大小也有一定的要求； （6） 处理能力不大（常在处理能力不大（常在50200t/d）。）。 应应 用用 常用于城市垃圾、污泥、危险废物等，或用于对物料进行预常用于城市垃圾、污泥、危险废物等，或用于对物料进行预处理。处理。图图816 直接喷水冷却工作示意图直接喷水冷却工作示意图烟烟气气水雾水雾图

15、图817 双筒式废热回收锅炉双筒式废热回收锅炉水包水包汽包汽包图图818 离心除尘原理离心除尘原理 图图819 多管离心除尘器多管离心除尘器图图820 脉冲清洗式布袋除尘器脉冲清洗式布袋除尘器 图图821 逆流清洗式布袋除尘器逆流清洗式布袋除尘器图图822 静电除尘器工作原理图静电除尘器工作原理图 图图823 静电除尘器的外形图静电除尘器的外形图+ + + + + + + + + + + + -湿式洗气法湿式洗气法 原理原理（以（以NaOH碱性药剂时）：碱性药剂时）： NaOH + HCl NaCl + H2O NaOH + SO2 Na2SO3+ H2O 特点特点 （1）对酸性气体的去除效率

16、很高，）对酸性气体的去除效率很高，HCl去除率可达去除率可达98%，SOx去除率也可达去除率也可达90%以上，并附带有去除高挥发性重金属（如汞）以上，并附带有去除高挥发性重金属（如汞）的潜力；的潜力； （2） 造价高，耗电、耗水量大；造价高，耗电、耗水量大； （3）产生含重金属和高浓度氯盐的废水，若处理不好，会产）产生含重金属和高浓度氯盐的废水，若处理不好，会产生二次污染；生二次污染； （4） 尾气排放时产生白烟现象等尾气排放时产生白烟现象等。图图824 湿式洗气塔的构造湿式洗气塔的构造进气进气洗涤液洗涤液出气出气干式洗气法干式洗气法 特点特点 （1）设备简单，维修容易，造价便宜，消石灰输送管

17、线不易堵）设备简单，维修容易，造价便宜，消石灰输送管线不易堵塞；塞； （2）但由于固相与气相的接触时间有限，且传质效果不佳，故）但由于固相与气相的接触时间有限，且传质效果不佳，故常须超量加药，药剂的消耗量大；常须超量加药，药剂的消耗量大； （3）去除效率较其他两种方法为低，产生的反应物和未反应物）去除效率较其他两种方法为低，产生的反应物和未反应物量较多，从而增加了后续灰渣处置的难度。量较多，从而增加了后续灰渣处置的难度。OxHyCaSOxCaClCaOyxySOxHCl2322)(2 4232yCaSOOyyCaSO 或 OHyxCOyxSOyNaxNaClNaHCOyxySOxHCl2232

18、32)()2()2( 原原 理理 图图825 Flank干法组合洗气系统干法组合洗气系统 排排气气半干式洗气法半干式洗气法 原理原理CaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+SO2CaSO3+ H2OCa(OH)2+2HClCaCl2+ 2H2O或 SO2+ CaO+1/2 H2OCaSO31/2 H2O 特点特点 （1）构造简单、投资少；构造简单、投资少； （2）压差小、能耗低、运行费用低；）压差小、能耗低、运行费用低； （3）耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；）耗水量远低于湿式法、产生的废水量少； （4）雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；）雾化效果好、气液接触面大，去除效率

19、高于干式法； （5） 操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟； （6） 但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积； （7） 设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。图图827 Flank半干法组合洗气系统半干法组合洗气系统 排气排气 图图826 半干法洗气塔半干法洗气塔 表表85 酸性气体控制技术比较酸性气体控制技术比较 去除效率 种类 单独 配合袋滤式除尘器 药剂消耗量 耗电量 耗水量 反应物量 废水量 建造费用 操作维护费用 干 式 半干式 湿 式

20、50% 90% 90% 95% 98% 120% 100% 100% 80% 100% 150% 100% 100% 150% 120% 100% 100% 90% 100% 150% 80% 100% 150% 注： 1.去除效率以 HCl去除率为准。 2.药剂种类：干式为Ca(OH)2 粉（ 95% 纯度）、半干式为Ca(OH)2 乳液（15% ）、湿式为NaOH 溶液（45% ） 。 二噁英二噁英含有含有2 2个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。 （DioxinDioxin，简称，简称DXNDXN） （即（即Polychloro dibenzo-p-dio

21、xins, Polychloro dibenzo-p-dioxins, 略略写为写为PCDDsPCDDs）呋呋 喃喃含有含有1 1个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。 （即（即Polychloro dibenzo-furan, Polychloro dibenzo-furan, 略写为略写为PCDFsPCDFs） 二噁英（类）二噁英（类）PCDDsPCDDs和和PCDFsPCDFs两类物质的统称。两类物质的统称。 二噁英（二噁英（PCDDs） 呋喃（呋喃（PCDFs） 二噁英的产生二噁英的产生 垃圾本身含有的微量二噁英；垃圾本身含有的微量二噁英； 含氯前驱体在炉内反应时生成的二噁英（如聚氯乙烯、含氯前驱体在炉内反应时生成的二噁英（如聚氯乙烯、 氯代苯、五氯苯酚等）；氯代苯、五氯苯酚等）； 在废气冷却过程中，前驱体等有机物转变成二噁英。在废气冷却过程中，前驱体等有机物转变成二噁英。图图828 垃圾焚烧产生二噁英的示意图垃圾焚烧产生二噁英的示意图焚烧过程中焚烧过程中反应生成反应生成冷却过程冷却过程中再合成中再合成原料带入原料带入二噁英的控制二噁英的控制控制原则控制原则 首先，要尽量控制其产生；其次，对产生的二首先，要尽量控