上海生活垃圾焚烧厂工艺设计

双深工业学筑

《固体废物解决与处置》

课程的设计说明书

设计题目：上海某生活垃圾焚烧厂工艺设计

姓名：丁力

学院：化学与环境工程学院

专业：环境工程

学号：

指导教师：李芙蓉

2023年11月20日

目录

1概述--------------------------------------------------

1.1项目建设的必要性----------------------------------

1.2采用的设计标准和规范------------------------------

1.3建设项目周边环境概况------------------------------

1.4现有垃圾性质、成份及产生量------------------------

2工艺方案选择------------------------------------------

2.1比较填埋、焚烧及堆肥三种工艺的优缺陷及试用条件一一

2.2拟采用的工艺形式----------------------------------

2.3设计选用方案工艺流程------------------------------

2.3.1工艺流程框图--------------------------------

2.3.2工艺流程说明--------------------------------

3工艺设计计算------------------------------------------

3.1分选阶段各单元设计计算及设备选型-------------------

3.1.1垃圾贮坑的设计------------------------------

3.1.2人工分选------------------------------------

3.1.3永磁筒式磁选机------------------------------

3.1.4滚筒破碎机----------------------------------

3.2焚烧阶段各单元设计计算及设备选型-------------------

3.2.1燃料贮坑------------------------------------

3.2.2垃圾抓斗起重机---------------

3.2.3焚烧炉的设计选型-------------

3.2.4燃烧空气量-------------------

3.2.5余热锅炉的选型---------------

3.3烟气解决阶段各单元设计计算及设备选型

3.3.1半干式洗涤塔-----------------

3.3.2布袋除尘器-------------------

3.3.3烟囱-------------------------

3.4垃圾焚烧过程的热能平衡-------------

3.5生活垃圾燃烧中二恶英的控制----------

4.效益分析------------------------------

4.1环境效益分析------------------------

4.2经济效益分析-----------------------

5参考文献--------------------------------

1概述

1.1项目建设的必要性

城市生活垃圾是指在城市居民平常生活中或为城市平常生活提供服务的活动中

产生的废弃物或丢弃物：是固体废物的一种。城市生活垃圾产量之大，增长之快，危

害之严重，已经广泛引起人们的普遍关注。我国目前的城市生活垃圾解决处置技术最

常用的为卫生填埋和露天堆放，占总解决量的79.2乳另一方面为堆肥化，占18.8%,

少量采用焚烧技术，约占2机

随着科学技术的发展，生活垃圾焚烧的工艺和设备不断完善，采用焚烧方法解决城

市生活垃圾可以从垃圾中回收大量的金属和热能。据测定，若措施等当，运用It城

市生活垃圾可获得约3C0"400kW的电力生产能力。今天为了缓和城市能源短缺，城市

生活垃圾可以被当作是第二能源而被加以运用一供热和发电。

1.2采用的设计标准和规范

生活垃圾焚烧解决工程技术规范(CJJ90-2023'\J184-2023)/中华人民共和国行'll<

标准(中华人民共和国行业标准)：

生活垃圾焚烧解决工程技术规范(CJJ90-2023)；

1.3建设项目周边的环境概况

城市垃圾危机之下，垃圾填埋场已经越来越难找，城市管理者自然就想到焚烧

垃圾的办法。目前.,中国己建与正在建设的垃圾焚烧厂逾50家，未来还将增长。但

接踵而来的问题是，大量垃圾焚烧厂离居民区过近(有的距居民区只有二三百米)，

引起居民剧烈反对。特别是焚烧会产生一级致癌物二恶英，污染周边居民区，这使焚

烧垃圾的解决方式充满了争议。

就在4月11日，上海数百市民以“散步”形式抗议了居民区附近的江桥垃圾焚

烧厂的扩建。国家环保部对垃圾焚烧则是持谨慎推动的态度，该部在“长江口及毗邻

海域碧海行动计划”中，提出相关区域焚烧垃圾的比例不低于解决总量的35机这意

味着：还将有更多的焚烧厂在东南地区出现。而目前多数城市尚未达成这一匕例，但

正在朝这一方向行进。项目地区的环境空气、声环境、土壤和地下水环境质量现状符

合国家环境质量标准的规定。与生活垃圾焚烧厂建设以前监测资料相比，除环境空气

中的二氧化氮与全市情况同样略有增长外，其它各污染指标都呈改善趋势，项目地

区环境质量维持原有级别。这表白生活垃圾焚烧厂运营后对项目地区无显著的环境影

响。

1.4现有垃圾的性质、成份及产生量

上海城市生活垃圾组成具有厨余垃圾含量高、可回收物质较少、年际变化较大等

特点，还表现出水分偏高、发热量偏低等特性，并且la内上海生活垃圾成分随季节

变化也十分明显。

目前上海市生活垃圾组分平均值及元素含量可根据资料文献查得：

生活垃圾中平均水分含量56%,平均低位热值为5500k.i/k«o

该垃圾焚烧厂设计解决能力1000t/d。

表1生活垃圾组分平均值

垃圾组分/%（质量）

纸类塑料竹木布类厨余果皮金属玻璃渣石

12.414.00.82.655.310.10.83.01.0

表2垃圾中各元素含量分析/%

CH0NSC1WA

19.82.910.90.40.20.3569.5

2工艺方案选择

2.1比较填埋、焚烧及堆肥三种工艺的优缺陷及试用条件

早在1986年国家环境保护委员会就提出：“我国城市垃圾治理以减量化、资源化、

无害化为最终目的”的治理方针。而卫生填埋、高温堆肥和焚烧法是三种国内公认解

决城市垃圾的成熟技术：也是解决城市垃圾的重要方法。

2.1.1填埋、堆肥及焚烧三种工艺的优缺陷的比较

(一)、卫生填埋法(Landfill)

卫生填埋法是国内外应用广泛的垃圾解决方法，此方法解决量大，方便易行,

但填埋场占用大量的土地资源，不发达国家和发展中国家由于经济落后，大多采用

简易填埋法，其产生的垃圾渗滤液对地下水和地表水导致严重的二次污染。卫生填埋

是指能对填埋场气体和渗滤液进行控制的填埋方式，卫生填埋与简易填埋的主线区

别重要在于卫生填埋过程中采用了底、侧层防渗与废气收集解决，垃圾表层覆盖压实

作业等措施，从而避免了H前采用的简易填埋方式下产生的二次污染。在我国卫生填

埋是垃圾解决必不可少的最终解决手段，也是现阶段我国垃圾解决的重要方式。

卫生填埋优点：技术成熟，运营管理简朴，解决量大，灵活性强，合用范围广,

投资及运营费用较低。

卫生填埋缺陷：选址较困难、减容效果差、占地面积大、对周边环境会有一定影

响。

(二)、堆肥与垃圾再生运用(ReuseandRecycling)

堆肥是使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反映，最后形成腐殖

质，可作肥料或土壤改良剂。堆肥涉及好氧发酵和厌氧发酵两种方式。一般常用好氧

发酵工艺，周期短、无害化效果好。堆肥法依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、

真菌等微生物，人为地、可控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的

生物化学过程。通过堆肥化我们可以把有机物转化为有机肥料，这种有机肥料作为最

终产物不仅稳定，并且不危害环境。

堆肥法的优点：投资较低，技术简朴、有机物分解后可作为肥料再运用从而达成

资源的循环运用，垃圾减量明显。

堆肥法的缺陷：对垃圾分类规定高、有氧分解过程中产生的臭味会污染环境，堆

肥成本过高或质量不佳影响堆肥产品销售。

(三)、垃圾焚烧法(Incineration)

焚烧法是将垃圾中的可燃成分在高温(800℃〜1000C)条件下通过燃烧反映，可

燃成分充足氧化，最终成为无害稳定的灰渣。焚烧法一般可使垃圾大幅度减容，大大

减少了占地并能回收热能用于生活取暖和发电。焚烧是目前世界上一些经济发达国家

广泛采用的一种城市生活垃圾解决技术。

焚烧解决的优点有：

1、圾焚烧解决后，垃圾中的病原休被彻底消灭，燃烧过程中产生的有毒有害气

体和烟尘经解决达标后排放，无害化限度高；

1、通过焚烧，垃圾中可燃成分被高温分解后一般可减容80%〜90%,减容效果

好，可节约大量填埋场占地，经分选后的垃圾焚烧效果更好；

3、垃圾被作为能源来运用，垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被转变为蒸汽,

用来供热及发电，还可回收铁磁性金属等资源，可以充足实现垃圾解决的资源化；

4、垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化解决后污染较小，可以靠近市区建厂。

既节约用地又缩短了垃圾的运送距离，对于经济发达的城市，可因地制宜，发展以

焚烧、减容为主的综合解决。

5、焚烧解决可全天候操作，不易受天气影响；

焚烧解决的缺陷有；

1、焚烧法投资大，占用资金周期长。

2、焚烧对垃圾的热值有一定规定，一般不低5000kJ/kg,限制了它的应用范围。

3、焚烧过程中产生的二恶英问题，必须有很大的资金投入才干进行有效解决。

2.1.2填埋、焚烧及堆肥三种工艺的试用条件

卫生填埋方法合用于选址容易、生活垃圾混装的城市。

堆肥法合用于卫生填埋场地缺少，城市生活垃圾垃圾分类系统较完善且生活垃

圾中可生物降解的有机物含量大于40%的城市。

焚烧解决方法合用于卫生填埋场地缺少、生活垃圾热值高、经济条件较发达的城

市。

2.2拟采用的工艺形式

针对我国城市生活垃圾的特点，对现有的垃圾焚烧解决工艺进行了进一步的研

究。结果表白：机械炉排焚烧炉技术比较适合国内的高水分、低热值垃圾，是目前垃

圾焚烧发电行业应大规模推广的技术：烟气净化采用半干法脱酸塔加布袋除尘器的组

合工艺为较佳方案。

2.3设计采用方案工艺流程

2.3.1工艺流程框图

2.3.2工艺流程说明

垃圾分选部分：在垃圾进入焚烧阶段之前需要对垃圾进行分选，以分选出可回

收运用的组分以及对后继焚烧解决不理的组分。经分选，可以选出金属组分和渣石。

分选后可燃组分进入焚烧炉中进行焚烧解决。

焚烧炉及其工艺：垃圾焚烧炉的选型至关重要，直接关系到设备投资额、运营费

用以及现有垃圾的适应性。垃圾焚烧炉选型的基本原则和规定：能有效地焚烧解决现

有垃圾，设备价格低，运营费用省，能源和资源回收运用价值高。目前，世界上焚烧

炉的种类较多，总体可归纳为3种类型：回转窑垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉和炉

排型垃圾焚烧炉。本设计采用炉排型垃圾焚烧炉工艺，一般炉排炉的燃烧可分为3个

阶段：笫一段为加热段：垃圾在这里被预热、气化；第二段为燃烧段，垃圾在这里进

行焚烧；第三段为燃尽段，垃圾在这里被燃尽，并排出焚烧渣。这种炉排炉的特点是

通过活动炉排移动，推动垃圾从上层落向下层，对垃圾起到切割、翻转和搅拌的作用,

实现完全燃烧，它的炉排是由特殊合金制成的，耐磨、耐高温，炉膛侧壁和天井由水

冷或耐火砖炉壁构成，保证垃圾在控制温度条件下燃烧、燃尽。

烟气净化工艺：按垃圾焚烧过程产生的废气中污染物组分、浓度及需要执行的排

放标准来拟定。在通常情况下，烟气净化工艺重要针对酸性气体(HCl,SOx)、颗粒

物及重金属等进行控制：其工艺设备重要由两部分组成：酸性气体脱除和颗粒物捕

集。目前,国内外垃圾焚烧行业的烟气净化工艺重要为它们的不同组合。半干法工艺

较成熟，具有良好的应用实践，其脱硫效率介于干法和湿法之间，特别是脱氯效果

较好。由于垃圾焚烧烟气中含S02少，含HC1多，因此半干法非常合用于垃圾焚烧烟

气的净化，它不仅可以满足烟气S02浓度排放规定：同时可以保证较高的脱氯效率。

目前，该工艺在垃圾焚烧电厂烟气脱酸系统中的应用越来越多。半干法脱酸塔+布袋

除尘器

粒状污染物去除：目前，常用的除尘设备重要有静电除尘器和布袋式除尘器。

这两种除尘器均可达成废气粒状污染物排放标准80mg/m3目的，但静电除尘器效

率再提高的也许性不大：假如布袋除尘器采用聚四氟乙烯薄膜滤料(PTFE),则粒

状污染物可降至10mg/m3以下。布袋式除尘器对未反映的碱性吸取剂可再运用，对

酸气有二次脱除的效果：提高脱酸效率，减少石灰用量，减少反映剩余物数量。布袋

式除尘器对微小粒状物有良好的捕集效果。布袋式除尘器对毒性物质具有较高清除效

率，而使用静电除尘器使二嗯英与吠喃有再合成的也许。

3工艺设计计算

3.1分选阶段各单元设计计算及设备选型

3.1.1垃圾贮坑的设计

垃圾贮坑是垃圾焚烧厂接受垃圾设备，用于暂时储放进入解决系统的垃圾并用

来调节解次设备的解次量。垃圾贮坑的容量应根据设计收入焚烧厂的垃圾量、设备的

操作计划等因素来决定，垃圾贮坑的容量应可提供两天的最大解决量。

1.贮坑容积V

丫=幽

勿

式中：-存储时间，d;该设计中取

-最大日解决量，t/d;该设计中取

-有效容积系数，在0.8-0.9之间；该设计取

-垃圾有效密度，该设计取

垃圾容量平均值为O.5Ot/m3

则：

2.体积尺寸计算(axbxc)

由得：

取〃=15w,Z?=12/w,c=19m

则疆际=24x14.5x10〃/=3420,/>3419/武符合设计要求；

3.1.2人工分选

采用人工分选可有效地回收垃圾中的可反复运用物，最大限度地实现垃圾的资

源化，可根据现场需要拟定分选人数，该设计设定人工分选阶段人数为15人：日工

作时间10h,每小时解决量Q0=1000t/10h=100t/h。

人工分选用于除去垃圾中的大块金属、玻璃瓶、渣石等物质以利于垃圾的后继解

决，重要分选出不然性物质。据经验，经人工分选后大约0.5%的大块金属、遇的玻璃

和约1%的其他无机物质被选出，即：

金属：

玻璃：

其他:

分出量：

3.1.3永磁筒式磁选机

垃圾通过磁选后理论上可以分选出所有的金属。

分出量：

该设计中选用的磁选设备为：

CT永磁筒式磁选机-CT924

表3筒径/mm筒长/mm筒表场强/解决量给料粒度功率/kW质量

CT永磁(kA/m)/(t/h)/mm/t

筒式磁

选机重

要技术

参数：

型号

CT-9249002400130-40070-1103-04.03.5

3.1.4滚筒破碎机

滚筒破碎机其机身主体的形状是用筛板做成的圆筒，工作过程中既有破猝又有

筛分的作用，并能达成选分的作用。

依据垃圾破碎分选工艺规定选择国产滚筒破砰机，具体技术特性如下表：

表4滚筒破碎机技术特性

规格3000x6000规格3000x6000

生产能力80-120t/h筛孔尺寸/mm50

滚筒直径/m3提局板局度/mm300

长度/m6电动机型号BJ02-72-4

倾角/度3功率/kW30

转数r/min12转数r/min1460

经滚筒破碎机分选后，笳上物质重要为纸类、塑料、竹木、部分有机等进入后继燃烧

解决，筛下物质为不燃烧物质经后继解决后去往填埋场进行填埋解决；

筛上分选量=e()X(12.4%+14%+0.8%+2.6%)=29.8〃〃

则：经分选后进入后继焚烧解决的可燃组分为：

Q4=29.8+100x55.3%(r/A)=85.k///

经分选出来的去填埋解决的物质为：

05=100—85.1(〃/?)=14.9"〃

3.2焚烧阶段各单元设计计算及设备选型

3.2.1燃料贮坑

垃圾经分选后可燃烧组分进入到燃烧贮坑堆放以便于送入焚烧炉中焚烧，设计燃

料贮坑容量可接受4天的燃烧垃圾量，生活垃圾的原始堆积密度约为0.5t/in3在贮坑

堆积压实后其堆积密度将增大到0.8-0.9t/m3(该设计取0.8t/m3)；

理论上贮坑体积为V=a77V

式中：a-容积系数：一般为1.27.5。该设计取值a=1.2

T-存放时间d,该设计取值T=4d

N-日焚烧垃圾容量，m3/d,该设计为N=851m3

则：

贮坑尺寸设计中：

设计贮坑长宽b=llm,高c=20m；

即匕=axbxc=25xl2xll/n3=3300〃尸＞设计符合规定：

3.2.2垃圾抓斗起重机

垃圾抓斗起重机是垃圾焚烧厂供料系统的核心设备，担负着给垃圾焚烧炉供料

的任务，垃圾抓斗起重机一般采用桥式起重机，安装在垃圾贮坑的上部，在垃圾贮

坑上方沿固定轨道行走：抓斗借助卷起装置可以到达垃圾贮坑中的每一个角落完毕

作业。

该设计垃圾焚烧厂日焚烧解决量为851t/d,故要采用3台垃圾吊车，实行两用一备制

度，抓斗采用电动液压多瓣抓斗(Electro-hydraulicOrangePeelGrab)

表5电动液压多瓣抓斗特性参数

型号斗容/n?外形尺寸/mm

ABCD

DYD16(8.0)5.68.03463528839303294

自重/kg电机功率/kW闭合时间/s工作油压/kg/cnf额定起重量

440V60Hz/t

5300351620016

3.2.3焚烧炉的设计选型

垃圾焚烧厂所解决垃圾为城市居民生活垃圾，其特点是产量大，水分高：热值

低，成分变化大，有害成分较少，在解决过程中规定达成解决快，减容减重率大，

回收热能，灰渣综合运用，节省投资与运营费用的规定，因此宜选用机械炉排焚烧

炉。

该垃圾焚烧厂选用倾斜往复式炉排焚烧炉，由于生活垃圾最低热值为5500Kj/kg,

故不需添加辅助燃料，单炉解决量在150-4501/d之间，焚烧炉是一台水平逆向上加

料炉排炉，有3跳轨道。每条轨道分四个区，干燥区、焚烧区(两区)和燃尽区，每

个轨道下的四个区形成漏斗，收集焚烧漏料。设计采用两台焚烧炉，每台设计解决量

450t/d,焚烧炉运营时间20h/d,单台焚烧炉机械负荷为G=400kg/(m2.h)。

炉排形式：SITY-2023倾斜往复阶梯式机械炉排

3.2.3.1.炉排机械负荷G

式中G-炉排机械负荷,G=450kg/(m2.h)

W-垃圾焚烧量，W-450L/d

t一运营时间,t=20h/d

A-炉排面积,m2

由此可得:

3.2.3.2.燃烧室热负荷火，

〃也/+C向x4x(r〃To)J

q、=V

连续运行焚烧炉热负荷值为私=5xlO5U/(777-•//)

乂51

m-单位时间垃圾焚烧量；"2=----=1.4lxIO4kglh

3x20

。"-垃圾的平均低位热值；Q=5500kJ/kg

y

C/乂.一空气平均定压比热容；Cpk=\.3kJ/(m•℃)

Ltl-单位质量的垃圾获得的平均燃烧空气量；Ln=3.27//必(计算见后又)

%-预热空气温度和环境温度；匕=230。。/。=20℃

由此可得燃烧室容积V：

4

“_+CpkxLnx(c-/o)]_1.41xioX[5500+1.3x3.27x(230-20)]_1Q13

5

qv5xlO

3.2.4.燃烧空气量

生活垃圾中包含了众多元素，生活垃圾焚烧的过程实质上就是垃圾中这些元素

剧烈发生剧烈的氧化反映的过程，它一方面产生的是大量的热量和燃烧产物

(C02.H20),另一方面就是污染物，如HC1、S02,

a:理论空气需要量L0

根据生活垃圾应用基的质量分数：

w(C)+w(H)+w(0)+w(N)+w(S)+w(Cl)+w(W)+w(A)=100%

由C、H、S、Cl等反映的燃烧方程式可得：

1kg垃圾完全燃烧时所需要的氧气量(质量)为

4)。=(1.866H(C)+5.56以H)+0.7H(S)-0.7似O)-0.158vt(C/))/1(XX，//kg)

空气中氧气的体积为21%,所以1kg的垃圾完全燃烧所需的理论空气量为L。

Lo=/0.21=[8.89H<C)+26.67H(〃)+3.33W(S)-3.33田0)—0.751式€7)]><10-2

=[8.89x19.8+26.67x2.9+3.33x0.2-3.33xl0.9-0.75x03]xl0-2

=2.18//73/kg

b:实际空气需要量Ln

为了保证垃圾中可燃成份完全燃烧，实际供入炉内的空气量一定要大于理

论空气量。设计中取空气过剩系数n=l.5,贝I」：

L„=7?L0=1.5x2.18=3.27疗/kg=二於9138.5〃//h

焚烧炉区引风机采用Y4-73-11引风机。具体型号及性能参数如下表：

表6Y4-73T1引风机性能参数

型号转速r/min全压/Pa流量n?/h效率/%轴功率kW

14D14503940-27931083.5-80.4127-156

电动机联轴器电机脚螺

型号功率kWST0103风机轴电机轴GB799-76

Y126-4225290X105X8510585M30X800

c:燃烧产物烟气量Vn

垃圾燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反映的物质平衡进行计算的。垃圾完全

燃烧后生成的烟气的重要成分为C02.S02.H20、N2和。2,其中02是空气过剩量中带入

的，而其他成分所占容积比例很小，量级在0.01以下，故计算烟气量是忽略不计。

实际燃烧烟气量Vn为：

K=匕5+%+%必+匕2+幺+V：kg)

其中：

匕0,=0.007S=0.0014m3/kg

3

VHzO=0.106M</7)+O.(X)16IgL“+0.0124以W)=1.05m/kg

%,=0.08以N)+0.794=2.6加Ikg

%=0.21(—%)=0.23/，/匕

,(上式中干空气含湿量g=10g/kg)

=匕=%2+%,+%。+L+%+%=4.25//必

设计中，生活垃圾的解决量，实际空气量；渣量为生活垃圾中灰渣的量和未

燃的量只和，灰渣的热灼减率为5%,贝亚o

飞灰含量为解决垃圾量的0.5%-0.6%,设计中的含量为解决垃圾量的2%记，则：

a1b=GR圾x2%=42.55x2%=0.851(///?)

根据质量平衡可求得生活垃圾焚烧厂的排烟量：

=川)

m烟(G垃圾+G空J-(ahz+a

=(42.55+180)-(22.4+0.81)

=199.30(〃人)

3.2.5余热锅炉的选型

在垃圾燃烧过程中产生大量的热能，可以经余热锅炉后运用起来去发电供热，余热锅

炉中不发生燃烧过程，也没有燃烧相关的设备，从本质上讲，它只是一个燃气一水/

蒸汽的换热器，有些地方直接叫水热互换器，燃烧设备出来的高温烟气经烟道输送

至余热锅炉入口，再流通过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度

•般为150〜180C,烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸

汽。本设计中焚烧炉与余热锅炉形成一个配套体系，因此余热锅炉也选用两台。具体

性能参数如下表所示：

表7余热锅炉表征参数

型号额定蒸发工作压额定蒸汽烟气进口外形尺寸mm

量t/h力MPa温度C温度℃

Q8/1100-2.5-0.62.50.616511003100X2300X

3250

3.3烟气解决阶段各单元设计计算及设备选型

生活垃圾焚烧厂典型的烟气净化控制设备和解决流程可分为干式、半干式和湿式

三类。半干法典型解决流程是由半干式洗涤塔和布袋除尘器组合而成，以半干式洗涤

塔去除酸气，布袋除尘器去除粉尘。由于袋式除尘器是运用过滤的方法完毕颗粒物的

净化过程，当烟气通过由颗粒物形成的滤层时;气态污染物仍能与滤层中尚未起反

映的Ca(0H)2固体颗粒物发生化学反映而得到进一步的净化。因此，在同等条件下，

半干式净化工艺中的除尘器优先选用袋式除尘器。半干式工艺计算简朴，工程投资较

低，但对管理的规定较高。

本设计方案采用半干式工艺流程。(流程图见总工艺流程图)

烟气排放标准如卜.表所示

表8垃圾焚烧厂烟气排放标准

项目单位数值含义限值

烟尘mg/ml测定均值80

烟气黑度格林曼黑度，级测定值1

5

so2mg/m小时均值260

HC1mg/m3小时均值75

二恶英类TEQng/m3测定均值1.0

注:各项标准限值均以标准状态下含11%。?的干烟气为参考值换算。

3.3.1半干式洗涤塔

半干式洗涤塔事实上星一个喷雾干燥系统。将消石灰加水混合成源浆状，与与喷

嘴喷出来的压缩空气混合，运用高效雾化器将消石灰泥浆从塔顶乡下喷入干燥吸取

塔中。高温气体与喷入为石灰浆成逆向流的方式充足混合，与石灰浆反映生成

CaC12.CaS04,靠烟气自身的温度将其蒸干为粉末状，联通飞灰沉积于洗涤塔底漏斗

而排除。

半干式洗涤塔对酸性气体的去除率与其后接的除尘器设备有关，后接袋式除尘器,

则HC1的去除效果可达成95%以上，S02的去除效果可达成80以匕

①S02的去除效果

焚烧烟气中SO2的含量为匕=0.0014//?3/^=0.0014x851x103=1191Am3

该条件下匕“=22.4x---------xl=38.8L//^/

阳273

其质量含量为〃?=64x-4x10-2x109

38.8x10-3七

经解决后S02去除率为80%,则解决后烟气中的含量为：

S。,)=x~0.=1⑵〃g/m3<260mg/nr符合规定；

4.25x851xl()36

②HC1的去除效果

33

焚烧烟气中HC1的含量为%Q=0.0018m3/心=0.0018x851x10=1531.8/i2

其质量含量为m~36.5x1531.8x1?=1.44x109mg

38.8x10-3

经解决后HC1去除率为95%,则解决后烟气中的含量为：

vv(HCl)==2o〃?g/*<751ng/m'符合规定；

4.25x851xlO3

3.3.2布袋除尘器

袋除尘器工作机理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集

粗粒粉尘重要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘重要靠扩散和筛分作用，滤料的粉尘

层也有一定的过滤作用，袋除尘器运营中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)

颇为重要。一般取过滤速度为0.5—2m/min,对于大于0.lµm的微粒效率可达

99%以上，设备阻力损失约为980—I470Pa。

①除尘器解决气体量

1+K

e=e.-(273+rc)X101.324X

式中Q-通过除尘器的含尘气体量，m3/h

QI生产过程产生的气体量；Qs=4.25m7kgX851X1000kg/20h=180838m3/h；

tc-除尘器内气体的温度，℃；tc=200℃；

Pa-环境大气压，kPa；Pa=101kPa

K-除尘器前的漏风系数；

得：；

②本设计选用LFDM系列脉冲袋式除尘器

设备型号参数如卜表：

表9LFDM系列脉冲袋式除尘器性能参数

型号解决风量/(m7h)过滤面积/产室数/个过滤风速/滤袋材料

(m/min)

LFDM40133120036804「2ZLN针刺毡

型号允许温度/℃阻力/口漏风率/%清灰方式除尘效率/%

LFDM401<250℃1200^1500<2压缩空气脉冲清灰>99,5

3.3.3烟囱

根据现有污染源大气污染物排放限值(GB16297-1996)设定本设计中垃圾焚

烧烟气解决段的烟囱高度为60m。选用Y4-73-11锅炉引风机，具体性能参数如下表

表10Y4-73-11锅炉引风机

型号转速r/min全压/Pa流量n?/h效率/%轴功率kW

25D5801862-14213093-84172-182

电动机联轴潜电机脚螺

型号功率kWST0103风机轴电机轴GB799-76

JS157-10360500X160X120160120M36X1000

3.4垃圾焚烧过程的热能平衡

生活垃圾焚烧时会释放一定的热量，在生活垃圾焚烧炉内，为了垃圾的完全燃

烧和保证无害化效果，焚烧炉内必须保持一定的温度和一定的燃烧时间，此后

高温烟气通过余热锅炉进行热能回收，最后通过烟气净化系统解决后排入大气。

垃圾燃烧释放出来的热量除部分被有效热运用外，尚有一部分随烟气带走，一

部分随灰渣带走，部分从炉墙中向外散失掉。因此根据热力学第一定律-能量守

恒定律，垃圾焚烧系统的热能平衡示意图如下图所示：

生活垃圾焚烧系统

余热稠有效热Q1也

排烟热损失Q2出:

生活垃嬲饶热Q1入)不完全热损知3出二

灰渣物理热损失Q4出,

空气物理热Q2人)

炉体散热损知5出,

1.供入热及带入热。入

①垃圾燃烧热e1A

OC1

G垃圾处理掉的生活垃圾，G坨圾=¥〃/?=42.55X10，/〃

。〃生活垃圾低位热值，Qd=55(X)kJ/kg

QL入=Gj、.，圾X。4=42.55xlO3x5500=2.34x108(^J//?)

②空气带入的物理热Q2.入

由于以环境温度为基准点，空气带入的物理热记为；

则：

2.支出热。出

①余热运用有效热出

在焚烧过程中，垃圾中含能可用于供热或发电的实际能量转化率分别为

60%-82%fl20%-27%,考虑垃圾焚烧的实际情况，设计中垃圾的运用率选用n

=40%o

QM=啕入=40%X2.34X108=0.94X108(H/^)

②排烟热损失。2曲

烟气通过预热运用后，还带有的部分物理热随烟气排入到大气中，导致部

分热损失。

2,出二吗.Gpy”,T。)

叫一排烟量，t/h:mv=199.3t/h

%-排烟温度，/,=430度；"-环境温度，/。=20度

烟气比热容，根据烟气龙分按混合气体的比热十算求出，my/h

该状态下各成分的比热为：

CM=1.颔kJ/(kg・℃)«()、=0.969ZJ/(Zg・°C)，Gs2=0.713H/(^*℃)o

烟气的体积分数组成为：C028.73%,H2024.71%,N261.18%,025.41%,

S020.03%(示例C02:VC02/Vn=0.37/4.25=8.73%)

则烟气的质量分数组成为：C0214.00%,H2J18.06%,N261.33%,026.3%,

S020.06%o烟气的比热容为

Cpy=[w(CO2-w(H2O)CHiO+M/V2)•CM+w(O2)•+w(SO2)-C5OJ/100

=(14.00x0.992十18.06x1.975+61.33x1.060+6.3x0.969+0.06x0.073)/100

=1.21kJ/(kg")

38

e2i|1=•GpV•(t,-%)=199.3x!0xl.21x(430-20)=l.Ox10(H//z)

③不完全燃烧热损失。工出

在设计中，考虑到是机械炉排焚烧方式，固体不完全燃烧热损失量按供入

量的4%计，即：

s

QyVi=4%x2.34x10=9.36x106%〃/?

④炉体散热损失之.出

实际计算中根据经验数据计算，在生活垃圾焚烧中一般按供入热量的映-5%

计。该设计取5%。

ss

0t出=2.34x10x5%=O.12xlO(A:.///?)

⑤灰渣、飞灰物理热损失Q.出

灰渣、飞灰屋里热损失。工出可按下式计算得出：

。5,出=ah:'。(|辰-，0)

〃二-灰渣的温度,600

由于飞灰的含量相对于灰渣的量要小得多，故可按灰渣计。

ahz=ah:+afll=22.4+0.851=23.25l(r//?)=2325l(r//?),.Chz=0.413kJ/(kg・。0

出=ahz"L-r0)=2325lx0.413x(6(X)-20)=0.()6x10"(依/〃)

合计。出=。州+。2出+。3出+°4出+2出

=0.94X1084-1.0X108+0.094xi08+0.06xlO8+0.12x108

=2.23x10"kg/h)

口圣A与。入一Q;2.34xl08-2.23xlO8

相对快差A5=------=-------------------xliOnnOo%/

。入2.34x1()'

=4.7%<5%,…符合要求；

有效运用热为"=-8+喧。8=42.740/0

Q入2.34x10s

表11生活垃圾焚烧热能平衡表

收入支出

项目符号数值项目符号数值

kj/h%kj/h%

2.34X10s余热运用有效热0.94X10s

垃圾燃烧Q1A100QI；n42.2

“执、、、

8

空气带入Qa入00排烟热损失Q2出1.00X1044.8

八执、、

不完全燃先损失Q3出0.094X1(/4.2

灰渣物理热损失Qi.410.06X10*2.7