蓄热式垃圾焚烧技术可行性ppt课件

1、蓄热式渣滓熄灭技术可行性分析 北京神雾研讨院2007年11月主要内容 渣滓熄灭相关政策、法规和规范 二噁英简介 熄灭炉技术简介 几种熄灭炉技术的比较 实现蓄热式渣滓熄灭的可行性 北京市“十一五时期生活渣滓处置设备 建立规划实施方案 渣滓熄灭相关政策、法规和规范一、城市生活渣滓处置及污染防治技术政策二、生活渣滓熄灭污染控制规范 三、恶臭污染物排放规范四、大气污染物排放限值五、污水综合排放规范六、固体废物污染环境防治法七、工业企业厂界噪声规范 城市生活渣滓处置及污染防治技术政策熄灭处置部分 1、进炉渣滓平均低热值高于5000KJ/kg； 2、宜采用以炉排炉为根底的成熟技术，谨慎采用其它炉型的熄灭炉

2、，制止运用不能到达控制规范的熄灭炉； 3、渣滓应在熄灭炉内充分熄灭，烟气在后燃室应在不低于850的条件下停留不少于2秒； 4、渣滓熄灭产生的热能应尽量回收利用，以减少热污染； 5、渣滓熄灭应严厉按照等有关规范要求，对烟气、污水、炉渣、飞灰、臭气和噪声等进展控制和处置，防止对环境的污染； 6、应采用先进和可靠的技术及设备，严厉控制渣滓熄灭的烟气排放；烟气处置宜采用半干法加布袋除尘工艺； 7、应对渣滓贮坑内的渗沥水和消费过程的废水进展预处置和单独处置，到达排放规范后排放； 8、渣滓熄灭产生的炉渣经鉴别不属于危险废物的，可回收利用或直接填理，属于危险废物的炉渣和飞灰必需作为危险废物处置。生活渣滓熄灭

3、污染控制规范一熄灭炉技术要求1、技术性能目的项目烟气出口温度/烟气停留时间/s焚烧炉渣热灼减率/%出口烟气中氧含量/%指标8502561210001注：热灼减率是指熄灭炉渣经灼热减少的质量占原熄灭炉渣质量的百分数。 处理量（t/d）烟囱最低允许高度（m）300602、熄灭炉烟囱高度要求3、熄灭炉除尘安装必需采用袋式除尘器二生活渣滓熄灭厂污染排放限值 1、熄灭炉大气污染物排放限值 序号项目单位数值含义限值1烟尘mg/Nm3测定均值802烟气黑度林格曼黑度，级测定值13一氧化碳mg/Nm3小时均值1504氮氧化物mg/Nm3小时均值4005二氧化硫mg/Nm3小时均值2606氯化氢mg/Nm3小时

4、均值757汞mg/Nm3测定均值0.28镉mg/Nm3测定均值0.19铅mg/Nm3测定均值1.610二噁英类ng TEQ/Nm3测定均值1.02、熄灭厂恶臭厂界排放限值参照国家恶臭污染物排放规范 序号控制项目单位一级二级三级新扩改建现有新扩改建现有1氨mg/m31.01.52.04.05.02三甲胺mg/m30.050.080.150.450.803硫化氢mg/m30.030.060.100.320.604甲硫醇mg/m30.0040.0070.0100.0200.0355甲硫醚mg/m30.030.070.150.551.106二甲二硫mg/m30.030.060.130.420.717二

5、硫化碳mg/m32.03.05.08.0108苯乙烯mg/m33.05.07.014199臭气浓度无量纲10203060703、熄灭厂工艺废水排放限值参照国家污水综合排放规范 序号污染物最高允许排放浓度（mg/L）1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯井芘0.0000310总铍0.00511总银0.54、熄灭剩余物的处置要求1熄灭炉渣与除尘设备搜集的熄灭飞灰应分别搜集、储存和运输；2熄灭炉渣按普通固体废物处置，熄灭飞灰应按危险废物处置。其他尾气净化安装排放的固体废物按GB5085.3危险废物鉴别规范判别能否属于危险废物，如属

6、于危险废物，那么按危险废物处置。5、熄灭厂噪声控制限值/等效声级LeqdB(A)参照工业企业厂界噪声规范 类别昼间夜间以居住、文教为主的区域5545居住、商业、工业混杂区及商业中心区6050工业区6555交通干线道路两侧区域70556、备注1各项规范限值均以规范形状下含11O2的干烟气为参考值换算； 2烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超越5min；3二噁英类毒性当量TEQ计算 二噁英类毒性当量因子TEF是二噁英类毒性同类物与2，3，7，8四氯代二苯并对二噁英对Ah受体的亲和性能之比。 二噁英类毒性当量可以经过下式计算： TEQ二噁英毒性同类物浓度TEF41ng10-9g 二噁英简介一、二

7、噁英的性质 二噁英是一种含氯有机化合物。它可以气体和固体形状存在，化学稳定性高，难溶于水，对酸碱稳定，不易分解，不易熄灭，易溶入脂肪，进入人体后几乎不排泄而积累于脂肪和肝脏中，不仅有致癌性，且具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性，是目前知毒性最强的有机化合物，其毒性是氯化氰的1000倍。二噁英的半衰期普通长达510年，因此积累在环境中对大气、土壤、河流、湖泊、海洋等呵斥长期的严重污染。二噁英简介二、二噁英的分类多氯二苯二噁英分子式平均相对分子质量异构物数二氯二苯二噁英（DCDD）C12H6Cl2O2253.110三氯二苯二噁英（T3CDD）C12H5Cl3O2287.514四氯二苯二噁英（T4C

8、DD）C12H4Cl4O2322.022五氯二苯二噁英（P5CDD）C12H3Cl5O2365.414六氯二苯二噁英（H6CDD）C12H2Cl6O2390.910七氯二苯二噁英（H7CDD）C12H1Cl7O2425.32八氯二苯二噁英（OCDD）C12Cl8O2459.81异构物总数73其中尤以T4CDD的毒性最强。其毒性为马钱子碱的500倍，氰化物的1000倍。二噁英简介三、二噁英的生成 1、二噁英类的产生源 城市生活渣滓在熄灭处置过程中假设处置不当极易产生二噁英类物质。二噁英类物质普通产生于混入渣滓中的二噁英类物质、渣滓熄灭过程和烟气冷却过程。 生活渣滓在枯燥过程和熄灭初始阶段，当氧气

9、含量充足时，生活渣滓中低沸点的烃类气化熄灭生成CO、CO2、H2O；但假设氧气缺乏，渣滓中的含氯高分子化合物，如聚氯乙稀、氯代苯、五氯苯酚等二噁英类前驱物，在适宜温度并在氯化铁、氯化铜的催化作用下与O2、HCl、氧离子进展复杂的热反响，经过重排、自在基缩合、脱氯等过程生成二噁英类。这部分二噁英在高温下经常大部分会分解。当烟气出炉温度高于800且烟气在炉内停留时间大于2s时，约99.99的二噁英类会分解。 在渣滓熄灭过程中被高温分解的二噁英类前驱物在烟气中氯化铁、氯化铜等灰尘的催化作用下与烟气中的氯化物和O2发生反响，在300附近又会迅速重新组合生成二噁英类。二噁英简介 2、二噁英类的构成机理

10、高温合成，即高温气相生成。在渣滓进入熄灭炉内初期枯燥过程，除水分外含碳氢成分的低沸点有机物挥发后与空气中的氧反响生成水和二氧化碳，构成暂时缺氧形状，部分有机物同氯化氢反响，生成PCDD/Fs。普通以为，烟气中PCDD/Fs的含量随CO浓度的添加而添加。 再次生成。在低温250350条件下大分子碳残碳与飞灰基质中的有机成分和无机成分生成PCDD/Fs。残碳氧化时，有6575转变为一氧化碳，约1转变为氯苯，接着转变为PCDD/Fs。飞灰中碳的气化率越高，PCDD/Fs的生成量也越大。 前体物的合成。不完全熄灭及飞灰外表的不均匀催化反响可构成多种有机气相前体物，如多氯苯酚和二苯醚，再由这些前体物生成

11、PCDD/Fs。 详细哪一种机理起主导作用取决于炉型、工艺、任务形状和熄灭条件。二噁英简介二噁英简介 3、二噁英类构成的前提条件 存在氯源，如聚氯乙稀PVC、氯气、HCl等； 存在氧和过渡金属阳离子作为催化剂，如Cu、Fe的金属化合物； 具备一定的温度条件熄灭温度低于850和烟气出炉膛后下游设备中处于250350的低温段； 烟气停留时间短烟气在炉膛高温区内的停留时间小于2s 熄灭工况不良； 未采取有效的尾气净化措施。 二噁英简介 四、控制二噁英类构成的措施 选用适宜的炉膛构造，改善炉内熄灭条件，到达完全熄灭，以控制一氧化碳浓度； 控制炉膛及二次熄灭室内的熄灭温度，保证烟气在进入烟道前的温度不低

12、于800，烟气在炉膛和二次熄灭室的停留时间不少于2s，氧气浓度不低于6%； 熄灭炉内生成的PCDD/Fs主要以固态方式附在飞灰的外表，设置高效的除尘设备捕集飞灰和氯化铜、氯化铁等催化剂的颗粒。采用激冷设备，缩短烟气在350250温度范围内的停留时间，防止二噁英的再次生成； 选用新型袋式除尘器，以及在烟气进入袋式除尘器前的烟道中设置活性炭等反响剂的放射安装，进一步吸附二噁英； 采用先进、完善和可靠的全自动控制系统，使保证熄灭和净化过程良好运转。 总之，渣滓熄灭过程中二噁英类的生成量与熄灭情况的好坏有直接关系。而决议渣滓熄灭情况好坏的要素主要为3T、渣滓性质和空气过剩系数。 熄灭炉技术简介目前国内

13、外最常用的几种渣滓熄灭炉：一、炉排炉二、流化床熄灭炉三、回转窑式四、气化熔融炉机械炉排式熄灭炉和流化床式熄灭炉是目前世界上大多数国家大型渣滓熄灭炉的主流设备。熄灭炉技术简介一、机械炉排式熄灭炉 机械炉排式熄灭炉比较适宜熄灭热值较高的生活渣滓，从而比较适宜于生活质量较高的城市或地域；技术已比较成熟，并在运用中获得了良好的效益。但技术和设备远非完善，主要表如今： 1熄灭炉渣的灼热率约为35，尚有潜力可挖； 2熄灭效率低，气相中残留有少量的CO等可燃物； 3由于熄灭温度不太高，烟气中易构成二噁英类毒性物，炉渣中未燃尽有害物的再溶出污染不能完全防止； 4渣滓熄灭的经济型和资源化有待提高； 5烟气处置系

14、统较复杂； 6造价昂贵、维修及运转费用高。 目前我国花高价从国外引进的生活渣滓熄灭技术都为机械炉排熄灭技术，但只相当于兴隆国家上世纪七八十年代的程度。熄灭炉技术简介二、流化床熄灭炉 流化床技术目前主要由国内一些科研院所开发、研制，获得了一些成果，但由于技术仍不成熟，所获得的效果亦有限，且渣滓处置才干较大的流化床技术在实际中都难以实现。 流化床炉技术在70年代初用来熄灭生活渣滓，但由于需加煤才干稳定熄灭，使后续烟气处置设备复杂，烟气难以处置。90年代后期，由于烟气排放规范的提高，流化床技术在生活渣滓的熄灭领域几乎消逝。 流化床式熄灭炉对低热值渣滓的顺应性好，熄灭效率较高。缺陷是炉膛熄灭温度过低普

15、通在850左右，烟气停留时间段，容易导致二噁英类物质的产生，构成二次污染。二次污染除二噁英类外，主要有Cd、As、Hg、Pb等重金属污染和HCl、Cl2、SO2等酸性气体污染。熄灭炉技术简介三、回转窑式熄灭炉 回转窑是在钢制的圆筒内部，加装耐火衬里或由冷却水管及有孔钢板焊接成圆筒状，以渣滓传送方向为轴心，呈小角度倾斜旋转的设备。其外围有两组环状钢制轮圈及几个滚轮支撑，使圆筒缓慢的挪动而将渣滓搅拌及向前保送。 回转窑式熄灭炉的单炉处置才干无法与机械炉排式熄灭炉相比，而其二噁英控制才干那么远逊于气化熔融炉。 熄灭炉技术简介四、气化熔融炉 渣滓气化熔融熄灭技术是世界各国，特别是兴隆国家目前正努力于开

16、发的面向21世纪的新一代生活渣滓熄灭工艺。该工艺将生活渣滓中有机成分的气化和无机成分的熔融集成为一体。其任务原理为：生活渣滓在贫氧条件下部分熄灭实现气化，生成可燃气体；熔融处置飞灰和底渣。 气化熔融熄灭的突出优点：熄灭过程集渣滓气化和熔融于一体，高温快速熄灭处置，以处理生活渣滓熄灭过程中严重的二次污染问题，尤其是二噁英类毒物的污染问题。 该工艺包含两个关键过程，即有机成分的热解气化过程和热解残留物的熔融熄灭过程。热解气化是指在缺氧条件下利用热能使有机化合物的化合键断裂，由相对分子质量大的有机物转变为相对分子质量小的CO、H2、CH4等可燃气体。热解残留物的熔融熄灭过程是指在高于灰渣熔融点的高温

17、条件下对热解残留物进展熔融处置的过程。根据热解与熔融反响容器的异同以及处置对象的差别，可将气化熔融熄灭技术分为三类，三者的主要技术特征比较见下表。熄灭炉技术简介项目传统焚烧灰渣熔融两步法气化熔融直接气化熔融技术原理垃圾在焚烧炉内燃烧后产生蒸气用于发电或供热；利用辅助燃料或电能在熔融炉中熔融灰渣垃圾在流化床内部分燃烧实现气化，产生燃气；不燃物从流化床下部排出，送入熔融燃烧炉中；燃气在熔融燃烧炉中高温燃烧，可燃物质完全燃烧，熔融灰渣垃圾进入高温直接气化熔融炉膛中，有机可燃物快速升温、干燥、热解、燃烧，释放出热量，以维持炉膛温度；无机不燃物熔化垃圾适应性因工艺差异，有的需要预处理需预先破碎、分选。垃

18、圾热值在4000kJ/kg以上基本上不需要特别预处理，但要求垃圾热值在6000kJ/kg以上无害化程度烟气中的二噁英含量较高，难以控制尾气中二噁英的质量浓度可低于0.1ng/m3尾气中二噁英的质量浓度可低于0.1ng/m3，合成的NOx含量低维护管理设备庞大、复杂，非流水线生产，管理维护困难设备庞大，管理维护较困难设备简单，维护管理容易资源化程度熔融渣可利用，转化为有效资源率低熔融渣可利用，资源化程度高，但本身运行费用高熔融渣可利用，资源化程度高经济型为提高热效率和控制污染，系统变的复杂，建设、运行、维护费用高建设、运行、维护费用较高建设、运行、维护费用低实用性技术成熟，但不符合未来垃圾焚烧处

19、理要求已经陆续投产建设，但运行费用较高技术成熟，且符合未来垃圾焚烧处理要求熄灭炉技术简介 直接气化熔融渣滓熄灭炉的特点： 1渣滓熔融处置温度高于1300，二噁英被彻底分解；熄灭气氛为复原性，生活渣滓中的重金属在高温条件下以金属形状排出。因此，气化熔融熄灭技术可以从根本上处理二噁英和重金属二次污染的问题。 2高温熄灭不仅可以摧毁生活渣滓中的二噁英和二噁英的前趋物，而且能将绝大部分飞灰熔融固化下来，杜绝在下游低温区域设备上促进由氯化有机物、氯盐、氧气和水分子等生成金属盐类化合物如CuCl2、FeCl3。这些金属盐类化合物是合成二噁英类物质的重要催化剂。 3高温熄灭将大部分飞灰和炉渣熔融后，经水骤冷

20、构成玻璃体，将灰渣中残留的重金属固化，灰渣可以综合利用，处置过程对环境产生的负担接近于零。 4熄灭后的烟气温度高，适宜采用燃气蒸汽结合循环方式得以大幅度提高生活渣滓熄灭发电的效率。几种熄灭炉技术的比较比较项目机械炉排式流化床式回转窑式气化熔融式焚烧原理将生活垃圾送到炉排上，助燃空气从炉排下供给，在炉排的作用下，垃圾在炉内分干燥、燃烧和燃烬带垃圾从炉膛上部供给，助燃空气从下部鼓入，垃圾在炉内与流动的热砂接触进行快速燃烧垃圾从一端供入且在炉内翻动燃烧，燃烬的炉渣从另一端排出先将生活垃圾进行热解产生可燃性气体和固体残渣，然后进行燃烧和熔融；或将气化和熔融燃烧合为一体应用过去为应用最广的生活垃圾焚烧技

21、术20年前开始使用，目前几乎不再建设新厂常用于处理高水分和低热值的垃圾近年开始应用于美国、德国、日本等发达国家单炉最大处理能力1200t/d150t/d200t/d200t/d预处理一般不需要入炉前需粉碎到20cm以下一般不要因炉型而异，有的需干燥和粉碎烟气处理烟气中含飞灰较高，除二噁英外，其余易处理烟气中含有大量灰尘，烟气处理较难烟气中除二噁英外，其余易处理烟气中含二噁英少，易处理比较项目机械炉排式流化床式回转窑式气化熔融式二噁英控制燃烧温度较低，易产生二噁英较易产生二噁英较易产生二噁英不易产生二噁英炉渣处理设备设备简单设备复杂设备简单设备简单燃烧管理比较容易难比较容易因炉型而异，或难，或容

22、易运行费比较便宜比较高较便宜比较高维修方便较难较难较难焚烧炉渣需经无害化处理后才可利用需经无害化处理后才可利用需经处理后才可利用炉渣可直接利用减量比10 ：110 ：110 ：112 ：1减容比37 ：133 ：140 ：170 ：11渣滓；2料斗与粉碎机；3料仓空气；4循环沙；5气化炉；6鼓风机；7空气换热器；8给料机；9分选器；10铁铝类金属；11无机不燃物；12振动筛；13灰渣卸料管；14熄灭空气；15熄灭炉；16过热器；17锅炉；18熔融炉；19熄灭窒息室；20活性炭；21激冷塔；22石灰石尾气；23布袋除尘器；24催化反响塔；25飞灰稳定化处置；26引风机；27烟囱；28熔融渣；29

23、冷却池；30飞灰；31发电；32供热1渣滓；2料斗与粉碎机；3料仓空气；4给料机；5鼓风机；6空气换热器；7分选器；8铁铝类金属；9无机不燃物；10循环沙；11气化炉；12熔融炉；13气化燃气；14锅炉；15振动筛；16冷却池；17熄灭空气；18熔融渣； 19飞灰；20熄灭窒息室；21活性炭；22急冷塔；23熟石灰；24布袋除尘器；25飞灰稳定化处置；26催化反响塔；27引风机；28烟囱；29发电；30供热1渣滓；2料斗；3粉碎机；4料仓空气；5鼓风机；6空气换热器；7给料机；8主空气；9冷却池；10分选器；11铁铝类金属；12熔融渣；13辅助空气；14直接气化熔融熄灭炉；15焦炭和熟石灰；1

24、6锅炉；17发电；18供热； 19飞灰；20熄灭窒息室；21活性炭；22急冷塔；23熟石灰；24布袋除尘器；25飞灰稳定化处置；26催化反响塔；27引风机；28烟囱熄灭炉或燃煤锅炉的简化模型传统余热利用方法蓄热式余热利用前半周期蓄热式余热利用后半周期存在的主要问题 1高温端换向如何实现。类似于高风炉。固体燃料的普实性问题。查新显示，固体燃料的蓄热式余热利用未见报导。 2高温端密封问题。有毒烟气不允许任何走漏。高温条件下低熔点密封资料不能运用。 3决议渣滓熄灭情况好坏的要素主要为3T、渣滓性质和空气过剩系数。3T指熄灭温度Temperature、停留时间Time和湍流度Turbulence。周期

25、性换向必然带来助燃空气的间歇式供应，从而破坏熄灭炉内曾经建立的湍流环境。湍流环境的周期性建立和消逝对熄灭的稳定性有多大影响？或许是致命的。 4因渣滓热值和性质极不稳定，间歇式供应助燃空气能否会导致熄火，并使烟气最高黑度时间在1h内累计超越5min，从而达不到环保要求？熄火后如何快速点火？点火需求辅助燃料吗？ 存在的主要问题续 5二噁英物质在低温250350条件下会再次生成。烟气经过蓄热体降温过程中存在该低温段。此外，蓄热体中的金属氧化物能否会成为该再生过程的催化剂？ 6渣滓烟气中含有多种酸性物质HCl、HF、硫化物、氯盐等。随温度降低，腐蚀性添加，由此带来低温段换向阀的腐蚀问题。沿海地域盐分高

26、环境下已出现类似情况，腐蚀程度非常严重。 7对机械炉排来说，无论是往复式炉排，还是马丁炉排，或锅炉的链条式炉排，助燃空气都起一定冷却传动部件的作用。经过预热而使助燃空气温度大幅度提高后，如何处理机械传动部件冷却问题？ 8格子体及换向阀堵塞问题。替代方案陶瓷换热器陶瓷换热器运用条件 顺应各种工业窑炉，包括：加热炉、熔炉、倒焰窑梭式窑、回转窑等燃气工业窑炉。 采用SiC导热管：运用温度1300。 采用堇青石-莫来石耐火保温管：运用温度1000。 漏气率0.5%。北京市“十一五时期生活渣滓处置设备建立规划实施方案 一生活渣滓产生量2005年北京市生活渣滓日产生量约14710吨537万吨/年，2004

27、2005年餐厨渣滓日产生量约为1214吨44万吨/年。其中：1、城区日产生活渣滓10490吨383万吨/年，其西餐厨渣滓976吨36万吨/年；2、郊区县日产生活渣滓4220吨154万吨/年，其西餐厨渣滓238吨8.7万吨/年。 北京市“十一五时期生活渣滓处置设备建立规划实施方案 二生活渣滓产生量预测 按照常住人口1650万并综合居民生活程度、居住条件、燃料构造变化情况预测，2021年北京市生活渣滓日产生量16620吨607万吨/年。 1、城区生活渣滓日产生量8930吨326万吨/年； 2、郊区县生活渣滓日产生量7690吨281万吨/年。 假设2021年全市常住人口到达1800万，生活渣滓日生量将到达18215吨665万吨/年。 1、城区生活渣滓日产生量9820吨358万吨/年； 2、郊区县生活渣滓日产生量8395吨306万吨/年。北京市“十一五时期生活渣滓处置设备建立规划实施方案 三生活渣滓处置存在的主要问题1、处置设备才干缺乏：目前设备日处置才干是10350万吨，随着8座渣滓处置场的陆续封锁，处置才干缺口进一步加大。2、设备分布不合理：现有设备中80%以上处置的是城八区的渣滓。3、处置技术单一，资源化、减量化程度低：90%靠卫生填埋，熄灭、堆肥处置仅占10%，不仅占用大量土地，且减量化、资源化程度低。 4、设备建