固体焚烧厂设计说明书

华南理工大学环境科学与工程学院环境工程华南理工大学环境科学与工程学院环境工程2班固体焚烧厂设计说明书姓名：指导老师：班级：环境工程2班学号：

1、概述1.1背景随着经济的迅速发展和农村人口不断向城市集中,城市垃圾已成为日益严重的环境问题、社会问题和经济问题,如何处理城市垃圾是目前人们关注的热点。纵观国内生活垃圾处理技术的理论研究和工程实践,成熟且常用的生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧3种。回收利用技术目前仅在少数几个城市进行试点工作。我国垃圾处理的常用方法是填埋,但其中很大一部分为简易填埋,除了造成土地资源浪费外,也造成了城市地下水和周边土壤的二次污染,已越来越无法适应城市发展的需要。焚烧法处理垃圾的优点是大幅减少垃圾体积和重量,处理速度快,储存期短,同时可以回收部分热,通过合理组织燃烧工况及尾气处理可实现清洁处置。我国垃圾焚烧厂的数量及平均处理规模逐年增加,焚烧处理设施在垃圾无害化处理设施中的比例也在增加。1.2处理现状拟设计固体焚烧厂最终规模为日处理垃圾2000t，设置处理能力为500t/d的焚烧线4条。接受废弃物类型为：家庭垃圾,普通的工业和商业垃圾,医疗护理活动产生的垃圾。余热发电配置2台额定功率15MW的凝汽式汽轮发电机组。1.3处理技术原理江桥焚烧厂工艺设备主要由垃圾称重及卸料系统、垃圾焚烧系统、助燃空气系统、余热锅炉系统、出渣系统、烟气净化系统、汽轮发电机系统、自动控制系统、辅助工艺系统等构成。2、项目简况2.1采用的标准和规范焚烧工艺采用的标准与规范采用《城镇生活垃圾焚烧污染控制标准》。2.1.1烟气排放标准知性欧洲现行标准：最大允许排放浓度:颗粒物为30mg/Nm3，HCI为50mg/Nm3，SOX为300mg/Nm3。2.1.2废水及设备处理规范参照《建筑积水排水设计规范》GBJ15-88，按建标2001-213号要求,进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/kg,以保证垃圾稳定地完全燃烧,有利于控制污染。2.1.3噪音控制标准工业企业噪声卫生标准（试行草案）白天<85分贝，夜间<55分贝。2.1.4二恶英控制二恶英的排放限值为0.IngTEQ/Nm3。2.2设计规模设计面积大小为400*500m2的矩形厂区，拟设计固体焚烧厂最终规模为日处理垃圾2000t，设置处理能力为500t/d的焚烧线4条。接受废弃物类型为：家庭垃圾,普通的工业和商业垃圾,医疗护理活动产生的垃圾。余热发电配置2台额定功率15MW的凝汽式汽轮发电机组。2.3设计的主要内容厂区平面布置、垃圾与处理工艺、垃圾焚烧工艺、垃圾渗滤液处理工艺、烟气排放处理工艺、垃圾焚烧设备。3总体设计3.1工程规模设计面积大小为12公顷的矩形厂区，拟设计固体焚烧厂最终规模为日处理垃圾2000t，设置处理能力为500t/d的焚烧线4条。余热发电配置2台额定功率15MW的凝汽式汽轮发电机组。3.2处理方法介绍3.2.1生活垃圾焚烧预处理生活垃圾预处理系统的主要设备包括:脱水压缩机、链板给料机、均匀反拨机、胶带输送机、筛分破袋机、磁选机、人工拣选平台、破碎机、链板输送机等;其辅助设备包括:受料漏斗装置、检修平台、除臭喷淋装置和送排气装置等。3.2.2焚烧系统处理工艺机械炉排炉焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO焚烧炉的比较：机械炉排焚烧炉特点：炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。流化床焚烧炉特点：流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。回转式焚烧炉特点：设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。CAO焚烧炉特点：可回收垃圾中的有用物质；但单台焚烧炉的处理量小，处理时间长，目前单台炉的日处理量最大达到150吨，由于烟气在850℃以上停留时间难于超过1秒钟短，烟气中二恶英的含量高，环保难以达标。通过上述对不通焚烧炉工艺的特点的比较，最终确定选择机械炉排炉焚烧炉的处理工艺。3.2.3二次污染物处理工艺3.2.3.1生活垃圾处理厂渗滤液处理工艺好氧活性污泥法处理路线、预处理+生化+膜+臭氧工艺处理法，3.2.3.2二噁英控制停留时间控制、温度控制3.3工艺的确定设计工艺流程图想见总平面布置图焚烧厂工艺设备主要由垃圾称重及卸料系统、垃圾焚烧系统、助燃空气系统、余热锅炉系统、出渣系统、烟气净化系统、汽轮发电机系统、自动控制系统、辅助工艺系统等构成，详见图纸。工艺流程：3.3.1垃圾称重及卸料系统在物流人口处设置4套带电脑的垃圾称重系统。垃圾车进出厂时，在称重桥上短暂停留，称重系统可将车辆载重情况自动记录下来，并将数据传输至中央控制室。经称重后的垃圾车通过高架路驶人位于主厂房东侧的标高为+5m的卸料大厅。卸料大厅西侧设置了20个装有信号灯的卸料车位和卸料门。垃圾通过卸料门倾卸到垃圾贮坑中。垃圾贮坑有效容积近2万m3，可贮存8000t垃圾(全厂4天的处理量)〔，坑底经防渗处理，可收集垃圾渗沥水。上部空间密封，并保持一定的负压，以防止臭气和灰尘外泄垃圾贮坑上部安装2套半自动垃圾抓斗起重机，一用一备，抓斗的有效容积为10m3。抓斗对贮坑中的垃圾进行适当的混料，并将垃圾投人到焚烧炉的进料口。3.3.2垃圾焚烧系统机械排炉焚烧炉的工作原理：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用），直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。一期工程设置2套顺推往复式炉排焚烧炉。每台焚烧炉处理能力为500t/d，可超负荷10%运转。结合城市垃圾现状及发展预测，确定垃圾低位热值设计范围为40000-9000kJkg，设计值为65ookJ/kg。垃圾从进料口，经推料器进人炉膛，炉内共经过干燥、主燃、燃尽三个阶段。炉排的运动靠液压系统来驱动。炉内燃烧室的烟气温度达到850℃，停留时间超过2秒，炉渣热灼减量小于3%。每台炉装有2个10MW辅助燃烧器，在点火、停炉及垃圾热值偏低时，能自动向炉内喷人辅助燃料3.3.3助燃空气系统每台焚烧炉配有2套独立的燃烧空气供应系统，一次风由垃圾贮坑上吸取，经空气预热器预热后从炉排底部送人炉内，二次风由炉渣坑处吸取，是否需要预热视垃圾热值情况而定，从燃烧室上部二次风口送人炉内。3.3.4余热锅炉系统每台焚烧炉配置1套自然循环式余热锅炉。高温烟气通过余热锅炉的各级换热系统将热能传递给锅炉循环水，产生高温蒸汽，每台余热锅炉由3个垂直烟道和1个水平烟道构成，在水平烟道内布置了3组过热器及2组省煤器。锅炉烟道中设有清灰装置。额定工况下，每台余热锅炉产生过热蒸汽55t/h，送汽轮发电机组发电。过热蒸汽温度为400℃，压力为5.0MPa。3.3.5排渣系统每台焚烧炉配有l套排渣系统。从焚烧炉排出的炉渣由振动输送机送至炉渣坑，炉渣坑上方安装有抓斗起重机，将炉渣装人运输车运走振动输送机上方设有电磁除铁装置，除铁装置分拣出来的金属经皮带输送机送至金属打包处打包外运。3.3.6汽轮发电机系统在主工房南侧的辅助工房中，设置了2套汽轮发电机系统。单台汽轮机的额定功率为15MW，最大功率18MW，进汽量为70t/h。额定进汽温度为397℃，进汽压力为4.5MPa。发电机组年发电量约2.5亿KWh，厂内年用电量约0.60亿kWh，剩余约1.9亿KWh可以并网销售。3.3.7自动控制系统全厂采用DCS计算机控制系统，对垃圾焚烧、烟气净化、锅炉给水、热力系统、汽轮发电机、配电系统等进行检测、控制和监视。焚烧线上设置了电视监视系统，监视焚烧过程。烟气净化线上设置了在线检测、控制系统，根据污染物浓度来调整石灰和活性炭的加人量。4环境保护与质量检测4.1烟气净化系统经过热交换的锅炉出口的烟气温度约为190一240℃，由于烟气中含有大量的颗粒物和酸性气体污染物，必须经过处理才能排放。每台锅炉配置1套烟气净化装置。烟气净化包括半干法石灰喷雾、活性炭吸附和袋式除尘等3段处理过程。4.1.1半干法石灰喷雾反应，是将预先配制好的石灰浆液，通过位于反应器顶部的高速旋转喷雾头，以雾状细微颗粒喷入反应器内，与烟气中的酸性气体充分反应，以达到去除酸性气体的目的。烟气在反应器停留时间为10~12秒。4.1.2为了去除Hg(汞)等重金属和有机污染物，烟气在进人袋式除尘器之前喷入活性炭，活性炭作为吸附剂可以将重金属吸附，便于去除。4.1.3袋式除尘器可以将烟气中的颗粒物，包括焚烧产生的颗粒物、石灰反应产物、活性炭吸附产物等，截留在布袋表面。被截留的颗粒物在布袋表面形成一层滤饼，进一步提高了去除效率。除尘后的干净气体，经引风机通过高度为100m的烟囱排人大气。4.1.4二噁英的去除二噁英是一类氯代三环芳香族有机物的统称，在自然条件下难以分解，易在生物体内富集，且可通过食物链放大并进入人体，具有不可逆的“三致”毒性，即致畸、致癌、致突变。减少炉内合成：通过控制温度、添加抑制剂和改良炉内结构可降低二噁英在炉内生成量；控制燃烧温度：生活垃圾中残留碳形态在低温段极易生成二噁英，但当焚烧温度达到850℃或1000℃时，二噁英就可以完全分解。若温度控制在1200℃以上，还可减少炉外低温再合成，大大降低后期重新合成几率。因此，控制燃烧温度和时间可有效减少二噁英产生；添加抑制剂CuCl2和CuCl对二噁英生成的催化能力较大，在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨，氨与Cu2+结合使Cu2+失去催化作用，同时加入煤炭(硫)也可抑制二噁英生成。4.1.5酸性气体控制添加碱性物质，如CaO，石灰乳、氨水或CaCO3等可中和烟气中的酸性物质。4.2垃圾焚烧厂渗滤液处理系统垃圾渗滤液由位于卸料大厅下方的渗滤液收集系统，从垃圾储藏坑中收集得到。垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点：BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高，微生物营养元素比例失调等。在渗滤液的处理方法中，将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法。但是填埋场通常远离城镇，因此其渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体困难，本处理系统采用的处理方法如下：本系统采用预处理+生化+膜+臭氧工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液，污水处理规模为400m3/d。渗滤液处理系统流程图：渗滤液处理系统设计出水水质执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，渗滤液处理水质见下表：表1进出水主要水质指标mg/L（pH除外）类别CODBOD5SSNH3-NPH进水水质600000400000800020005.6~6.0出水水质<100<30<70<156.0~9.0采用该工艺度生活垃圾焚烧厂的渗滤液进行处理是行之有效的，且该系统耐冲击力比较强，对水质的变化有着较强的适应能力。处理后排水各项指标均达到（GB8978-1996）《污水综合排放标准》一级排放标准。4.3噪声控制垃圾焚烧发电厂噪声应符合GB12348《工业企业厂界噪声标准》,噪声控制与防治在设计中按照下列原则进行:(1)选用符合国家噪声标准的设备;(2)合理布置总平面,利用建筑物及绿化减弱噪声;(3)合理布置及固定各种汽、水、烟、风管道;(4)对无法根治的生产噪声,分别按不同情况采用不同的消声、吸声、隔声、隔振等措施。4.4恶臭控制垃圾贮坑是臭气产生的地方，周围空间密封，通过抽取一次风保持垃圾贮坑的负压状态，使臭气不会外泄。.4.5二恶英控制通过控制燃烧室的燃烧条件，使烟气温度不低于850℃、停留时间不少于2秒，并保证一定的湍流度和过量空气系统等，以控制二恶英的产生。对于在烟气温度相对较低的锅炉末端可能再合成的二恶英类，通过活性炭吸附和袋式除尘器等净化，去除率超过99%。二恶英的排放限值为0.IngTEQ/Nm3。5辅助工艺系统5.1辅助设备全厂还设置有压缩空气系统、辅助燃油系统、锅炉给水系统、废水处理系统、输配电系统等辅助工艺系统。现代化的垃圾焚烧厂本身就是环境保护工程。生活垃圾在焚烧炉中发生高温氧化及有机物分解等反应，将有毒有害成分和病菌分解掉，焚烧产生的炉渣只有原生垃圾的10%-30%，而且是稳定的无机物。焚烧厂还将焚烧产生的余热用于发电。5.2厂区绿化通过科学布置和合理规划，在厂区内设计了大片绿地，并因地制宜种植树木、花卉等，最终厂区绿化率将超过40%，使垃圾焚烧厂成为花园式工厂、环境保护的示范工程6主要设备材料（列表）焚烧炉4组设备数量焚烧炉4烟囱1冷却塔1罗茨鼓风机4称重桥2机械抓斗4USB反应器1厌氧池1好氧池1膜分离器2纳滤器8炭活性过滤器115MW涡轮发电机2油库1油泵4烟气净化装备1废渣处理装备17工程总概算（经济评估）工程占地120000m2，由于地处郊区，每平方米的价格为2000元，购买地皮价格为2.4亿元；土石方工程需要开挖的土地方约为500000方，价格为25元/m3，土石方工程概算需要1250万元；设备总费用合计2亿元；厂房及办公建