垃圾焚燒廠課程設(shè)計

PAGE22PAGE22TOC\o"1-4"\h\u128631概述 398571.1城市生活垃圾 3154391.2采用的設(shè)計標準和規(guī)范 3274801.3建設(shè)項目周圍的環(huán)境概況 3297791.4垃圾的性質(zhì)、成份及產(chǎn)生量的分析 483992工藝方案選擇 4266302.1焚燒工藝的優(yōu)缺點及試用條件 49082.1.2焚燒工藝的試用條件 561182.2擬采用的工藝形式 5140192.3設(shè)計采用方案工藝流程 6215982.3.1工藝流程框圖 690062.3.2工藝流程說明 6156922.3.3灰渣處置方案 789513工藝設(shè)計計算 7160843.1分選階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型 725123.1.1垃圾貯坑的設(shè)計 7321513.1.2人工分選 8211823.1.3永磁筒式磁選機 8301483.1.4滾筒破碎機 9187993.2焚燒階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型 9275573.2.1燃料貯坑 9294583.2.2垃圾抓斗起重機 103973.2.3焚燒爐的設(shè)計選型 10232993.2.4.燃燒空氣量 1198213.2.5余熱鍋爐的選型 13188943.3煙氣處理階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型 13268653.3.1半干式洗滌塔 14249173.3.2布袋除塵器 15246293.3.3煙囪 15120623.4垃圾焚燒過程的熱能平衡 1653063.5生活垃圾燃燒中二惡英的控制 1936014.效益分析 19327594.1環(huán)境效益分析 19151554.2經(jīng)濟效益分析 20PAGE23四川師范大學化學與材料科學學院《固體廢物處理與處置》課程的設(shè)計說明書設(shè)計題目：瀘州市生活垃圾焚燒廠設(shè)計姓名：陳敏學院：化學與材料科學學院專業(yè)：環(huán)境工程學號：20100804032013年2月1日1概述瀘州市位于四川省東南部川渝黔滇結(jié)合部，地處四川盆地南緣與云貴高原的過渡地帶，地勢北低南高。北部為河谷、低中丘陵，平壩連片，為魚米之鄉(xiāng)。南部連接云貴高原、屬大婁山北麓，為低山，河流深切，河谷陡峭，森林礦產(chǎn)資源豐富。瀘州簡介瀘州，古稱“江陽”，別稱“酒城”，位于中國四川省東南部，長江和沱江兩江交匯處。瀘州是著名的中國國家歷史文化名城，聞名遐爾的名酒瀘州老窖和郎酒均出自于此，是全國重要的循環(huán)型化工基地，全國重要的裝備制造業(yè)基地，是全國大中型全液壓汽車起重機、挖掘機制造中心，瀘州市先后獲得過聯(lián)合國改善人居環(huán)境最佳范例獎(迪拜獎)、國家衛(wèi)生城市、中國優(yōu)秀旅游城市、全國雙擁模范城等諸多榮譽。瀘州是交通部確定的四川唯一的全國28個內(nèi)河主要港口和國家水運口岸，有四川第一大港口和集裝箱碼頭——瀘州港以及四川第三大航空港——瀘州藍田機場，是國家公路樞紐城市之一。1.1城市生活垃圾城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的廢棄物或丟棄物，是固體廢物的一種。城市生活垃圾產(chǎn)量之大，增長之快，危害之嚴重，已經(jīng)廣泛引起人們的普遍關(guān)注。我國目前的城市生活垃圾處理處置技術(shù)最常用的為衛(wèi)生填埋和露天堆放，占總處理量的79.2%，其次為堆肥化，占18.8%，少量采用焚燒技術(shù)，約占2%。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，生活垃圾焚燒的工藝和設(shè)備不斷完善，采用焚燒方法處理城市生活垃圾可以從垃圾中回收大量的金屬和熱能。據(jù)測定，若措施等當，利用1t城市生活垃圾可獲得約300~400kW的電力生產(chǎn)能力。今天為了緩和城市能源短缺，城市生活垃圾可以被看成是第二能源而被加以利用一供熱和發(fā)電。1.2采用的設(shè)計標準和規(guī)范生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范(CJJ90-2002\J184-2002)/中華人民共和國行業(yè)標準(中華人民共和國行業(yè)標準)；生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范(CJJ90-2009)；1.3建設(shè)項目周圍的環(huán)境概況瀘州市城市生活垃圾焚燒廠廠址確定在距瀘州市城市規(guī)劃建成區(qū)直線距離3.1km，運距9km。該廠址不在城市主導風向上，與瀘州市建成區(qū)中間有高山阻隔，廠址占地主要為農(nóng)耕地和次生林地（竹子），環(huán)境影響較小。1.4垃圾的性質(zhì)、成份及產(chǎn)生量的分析瀘州城市生活垃圾組成具有廚余垃圾含量高、可回收物質(zhì)較少、年際變化較大等特點，還表現(xiàn)出水分偏高、發(fā)熱量偏低等特性，而且la內(nèi)瀘州生活垃圾成分隨季節(jié)變化也十分明顯。目前瀘州市生活垃圾組分平均值及元素含量可根據(jù)資料文獻查得：生活垃圾中平均水分含量56%，平均低位熱值為5500kj/kg。該垃圾焚燒廠設(shè)計處理能力230t/d。表1生活垃圾組分平均值垃圾組分/%（質(zhì)量）紙類塑料竹木布類廚余果皮金屬玻璃渣石11.81.21.1表2垃圾中各元素含量分析/%CHONSClWA20.11.60.257.18.92工藝方案選擇2.1焚燒工藝的優(yōu)缺點及試用條件解決垃圾問題的目標是實現(xiàn)“減量化、無害化及資源化”。目前，垃圾的處理方式主要包括填埋、焚燒、堆肥等技術(shù)。而運用最為廣泛的技術(shù)就是填埋和焚燒。不同垃圾處理方式技術(shù)的選擇與經(jīng)濟發(fā)展水平、人口密度、土地、周邊條件、垃圾成分特性（如含水率、垃圾熱值等）、環(huán)保意識等息息相關(guān)。2.1.1焚燒工藝的優(yōu)缺點

焚燒法是將垃圾中的可燃成分在高溫（800℃～1000℃）條件下經(jīng)過燃燒反應，可燃成分充分氧化，最終成為無害穩(wěn)定的灰渣。焚燒法一般可使垃圾大幅度減容，大大減少了占地并能回收熱能用于生活取暖和發(fā)電。焚燒是目前世界上—些經(jīng)濟發(fā)達國家廣泛采用的一種城市生活垃圾處理技術(shù)。

焚燒處理的優(yōu)點有：

1、圾焚燒處理后，垃圾中的病原休被徹底消滅，燃燒過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體和煙塵經(jīng)處理達標后排放，無害化程度高；

1、經(jīng)過焚燒，垃圾中可燃成分被高溫分解后一般可減容80％～90％，減容效果好，可節(jié)約大量填埋場占地，經(jīng)分選后的垃圾焚燒效果更好；

3、垃圾被作為能源來利用，垃圾焚燒所產(chǎn)生的高溫煙氣，其熱能被轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，用來供熱及發(fā)電，還可回收鐵磁性金屬等資源，可以充分實現(xiàn)垃圾處理的資源化；

4、垃圾焚燒廠占地面積小，尾氣經(jīng)凈化處理后污染較小，可以靠近市區(qū)建廠。既節(jié)約用地又縮短了垃圾的運輸距離，對于經(jīng)濟發(fā)達的城市，可因地制宜，發(fā)展以焚燒、減容為主的綜合處理。

5、焚燒處理可全天候操作，不易受天氣影響；

焚燒處理的缺點有：

1、焚燒法投資大，占用資金周期長。

2、焚燒對垃圾的熱值有一定要求，一般不低5000kJ/kg，限制了它的應用范圍。

3、焚燒過程中產(chǎn)生的二惡英問題，必須有很大的資金投入才能進行有效處理。2.1.2焚燒工藝的試用條件焚燒處理方法適用于衛(wèi)生填埋場地缺乏、生活垃圾熱值高、經(jīng)濟條件較發(fā)達的城市。2.2擬采用的工藝形式針對我國城市生活垃圾的特點，對現(xiàn)有的垃圾焚燒處理工藝進行了深入的研究。結(jié)果表明：機械爐排焚燒爐技術(shù)比較適合國內(nèi)的高水分、低熱值垃圾，是目前垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)應大規(guī)模推廣的技術(shù)；煙氣凈化采用半干法脫酸塔加布袋除塵器的組合工藝為較佳方案。2.3設(shè)計采用方案工藝流程2.3.1工藝流程框圖2.3.2工藝流程說明垃圾分選部分：在垃圾進入焚燒階段之前需要對垃圾進行分選，以分選出可回收利用的組分以及對后繼焚燒處理不理的組分。經(jīng)分選，能夠選出金屬組分和渣石。分選后可燃組分進入焚燒爐中進行焚燒處理。焚燒爐及其工藝：垃圾焚燒爐的選型至關(guān)重要，直接關(guān)系到設(shè)備投資額、運行費用以及現(xiàn)有垃圾的適應性。垃圾焚燒爐選型的基本原則和要求：能有效地焚燒處理現(xiàn)有垃圾，設(shè)備價格低，運行費用省，能源和資源回收利用價值高。目前，世界上焚燒爐的種類較多，總體可歸納為3種類型：回轉(zhuǎn)窯垃圾焚燒爐、流化床垃圾焚燒爐和爐排型垃圾焚燒爐。本設(shè)計采用爐排型垃圾焚燒爐工藝，一般爐排爐的燃燒可分為3個階段：第一段為加熱段，垃圾在這里被預熱、氣化；第二段為燃燒段，垃圾在這里進行焚燒；第三段為燃盡段，垃圾在這里被燃盡，并排出焚燒渣。這種爐排爐的特點是通過活動爐排移動，推動垃圾從上層落向下層，對垃圾起到切割、翻轉(zhuǎn)和攪拌的作用，實現(xiàn)完全燃燒，它的爐排是由特殊合金制成的，耐磨、耐高溫，爐膛側(cè)壁和天井由水冷或耐火磚爐壁構(gòu)成，保證垃圾在控制溫度條件下燃燒、燃盡。煙氣凈化工藝：按垃圾焚燒過程產(chǎn)生的廢氣中污染物組分、濃度及需要執(zhí)行的排放標準來確定。在通常情況下，煙氣凈化工藝主要針對酸性氣體（HCl，SOx）、顆粒物及重金屬等進行控制，其工藝設(shè)備主要由兩部分組成：酸性氣體脫除和顆粒物捕集。目前，國內(nèi)外垃圾焚燒行業(yè)的煙氣凈化工藝主要為它們的不同組合。半干法工藝較成熟，具有良好的應用實踐，其脫硫效率介于干法和濕法之間，尤其是脫氯效果較好。由于垃圾焚燒煙氣中含SO2少，含HCl多，因此半干法非常適用于垃圾焚燒煙氣的凈化，它不僅可以滿足煙氣SO2濃度排放要求，同時可以保證較高的脫氯效率。目前，該工藝在垃圾焚燒電廠煙氣脫酸系統(tǒng)中的應用越來越多。半干法脫酸塔+布袋除塵器粒狀污染物去除：目前，常用的除塵設(shè)備主要有靜電除塵器和布袋式除塵器。這兩種除塵器均可達到廢氣粒狀污染物排放標準80mg/m3目標，但靜電除塵器效率再提高的可能性不大，如果布袋除塵器采用聚四氟乙烯薄膜濾料（PTFE），則粒狀污染物可降至10mg/m3以下。布袋式除塵器對未反應的堿性吸收劑可再利用，對酸氣有二次脫除的效果，提高脫酸效率，降低石灰用量，減少反應剩余物數(shù)量。布袋式除塵器對微小粒狀物有良好的捕集效果。布袋式除塵器對毒性物質(zhì)具有較高清除效率，而使用靜電除塵器使二噁英與呋喃有再合成的可能。2.3.3灰渣處置方案本工程由布袋除塵器收集的飛灰屬于危險廢物，本項目成套引進了飛灰固化處理系統(tǒng)，可采用水泥螯合劑固化法對飛灰進行固化穩(wěn)定化處置。爐灰從爐灰出口處收集，用密封自卸車，運至固化處理車間，自卸車把爐灰卸到爐灰卸料坑，經(jīng)斗提機把爐灰送到爐灰倉里，爐灰倉下有螺旋輸送機把爐灰送到二料配料機，經(jīng)計量，送到攪拌機。同時水泥經(jīng)散裝水泥輸送車用氣力輸送，把散水泥送到水泥倉，再經(jīng)螺旋輸送機送到配料機，以一定的比例（水泥與飛灰的比例約為3:7），送到攪拌機內(nèi)，攪拌后的水泥漿經(jīng)壓磚機壓制成水泥磚，經(jīng)皮帶運輸機送到固化塊固化曬場，最后送至安全填埋場進行最終處置為了防止爐灰的飛揚對環(huán)境的影響，在爐灰卸料坑上有特制的抽風罩，在料倉上部都設(shè)有布袋除塵器，房間內(nèi)所有的抽風管都裝過濾器或過濾網(wǎng)。焚燒爐渣屬一般固體廢物，本項目采用濕式除渣，送入渣坑存放，渣中的金屬經(jīng)振動篩分選后被吸鐵器吸出，通過埋刮式輸送機送入金屬坑貯存。爐渣根據(jù)BOT協(xié)議，由授權(quán)方負責處置。3工藝設(shè)計計算3.1分選階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型3.1.1垃圾貯坑的設(shè)計垃圾貯坑是垃圾焚燒廠接收垃圾設(shè)備，用于暫時儲放進入處理系統(tǒng)的垃圾并用來調(diào)節(jié)處理設(shè)備的處理量。垃圾貯坑的容量應根據(jù)設(shè)計收入焚燒廠的垃圾量、設(shè)備的操作計劃等因素來決定。垃圾貯坑的容量應可提供兩天的最大處理量。1.貯坑容積V式中：-存儲時間，d；該設(shè)計中取=1.5-最大日處理量，t/d；該設(shè)計中取=95t/d-有效容積系數(shù)，在0.8-0.9之間；該設(shè)計取=0.88-垃圾有效密度，該設(shè)計取=1.32則：=1.5×95/(0.88×1.32)=122.68m32.體積尺寸計算由V=a×b×c得：取a=6m,b=5m,c=5m則V實際=6×5×5=150＞122.68m3則方案可行。3.1.2人工分選采用人工分選可有效地回收垃圾中的可重復利用物，最大限度地實現(xiàn)垃圾的資源化，可根據(jù)現(xiàn)場需要確定分選人數(shù)，該設(shè)計設(shè)定人工分選階段人數(shù)為15人，日工作時間6h，每小時處理量Q0=230t/10h=23t/h。人工分選用于除去垃圾中的大塊金屬、玻璃瓶、渣石等物質(zhì)以利于垃圾的后繼處理，主要分選出不然性物質(zhì)。據(jù)經(jīng)驗，經(jīng)人工分選后大約1.2%的大塊金屬、1.2%的玻璃和約1.1%的其他無機物質(zhì)被選出，即：金屬：q1=Q0×1.2%=0.276t/h玻璃：q2=Q0×1.2%=0.276t/h其他：q3=Q0×1.1%=0.253t/h分出量：Q總=q1+q2+q3=0.805t/h3.1.3永磁筒式磁選機垃圾經(jīng)過磁選后理論上可以分選出所有的金屬。分出量：Q2=Q總×1.2%=0.276t/h該設(shè)計中選用的磁選設(shè)備為：CT永磁筒式磁選機-CT924表3CT永磁筒式磁選機主要技術(shù)參數(shù)：型號筒徑/mm筒長/mm筒表場強/（kA/m）處理量/(t/h)給料粒度/mm功率/kW質(zhì)量/tCT-9249002400130-40070-1103-04.0滾筒破碎機滾筒破碎機其機身主體的形狀是用篩板做成的圓筒，工作過程中既有破碎又有篩分的作用，并能達到選分的作用。依據(jù)垃圾破碎分選工藝要求選擇國產(chǎn)滾筒破碎機，具體技術(shù)特征如下表：表4滾筒破碎機技術(shù)特征規(guī)格3000x6000生產(chǎn)能力80-120t/h滾筒直徑/m3長度/m6傾角/度3轉(zhuǎn)數(shù)r/min12規(guī)格3000x6000篩孔尺寸/mm50提升板高度/mm300電動機型號BJO2-72-4功率/kW30轉(zhuǎn)數(shù)r/min1460經(jīng)滾筒破碎機分選后,篩上物質(zhì)主要為紙類、塑料、竹木、部分有機等進入后繼燃燒處理，篩下物質(zhì)為不燃燒物質(zhì)經(jīng)后繼處理后去往填埋場進行填埋處理；篩上分選量Q3=Q0×(11.8+13.1+0.9+3.5+9.9)=9.016t/h則：經(jīng)分選后進入后繼焚燒處理的可燃組分為：Q4=9.016+23×57.3%=22.195t/h經(jīng)分選出來的去填埋處理的物質(zhì)為：Q5=23-22.195=0.805t/h3.2焚燒階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型3.2.1燃料貯坑垃圾經(jīng)分選后可燃燒組分進入到燃燒貯坑堆放以便于送入焚燒爐中焚燒。設(shè)計燃料貯坑容量可接收4天的燃燒垃圾量，生活垃圾的原始堆積密度約為0.5t/m3在貯坑堆積壓實后其堆積密度將增大到0.8-0.9t/m3（該設(shè)計取0.8t/m3）；理論上貯坑體積為式中：a-容積系數(shù)，一般為1.2-1.5。該設(shè)計取值a=1.2T-存放時間d，該設(shè)計取值T=3dN-日焚燒垃圾容量，m3/d，該設(shè)計為N=80m3則：V=1.2×3×138×0.8=397.44m3由V=a×b×c得：取a=11m,b=8m,c=5m則V實際=11×8×5=440m3＞397.44m3設(shè)計符合要求；3.2.2垃圾抓斗起重機垃圾抓斗起重機是垃圾焚燒廠供料系統(tǒng)的核心設(shè)備，擔負著給垃圾焚燒爐供料的任務，垃圾抓斗起重機一般采用橋式起重機，安裝在垃圾貯坑的上部，在垃圾貯坑上方沿固定軌道行走，抓斗借助卷起裝置可以到達垃圾貯坑中的每一個角落完成作業(yè)。該設(shè)計垃圾焚燒廠日焚燒處理量為138t/d，故要采用1臺垃圾吊車，實行兩用一備制度，抓斗采用電動液壓多瓣抓斗。表5電動液壓多瓣抓斗特征參數(shù)型號斗容/m3外形尺寸/mmABCDDYD16（8.0）5.68.03463528839303294自重/kg電機功率/kW閉合時間/s工作油壓/kg/cm3額定起重量/t440V60Hz53003516200163.2.3焚燒爐的設(shè)計選型垃圾焚燒廠所處理垃圾為城市居民生活垃圾，其特點是產(chǎn)量大，水分高，熱值低，成分變化大，有害成分較少，在處理過程中要求達到處理快，減容減重率大，回收熱能，灰渣綜合利用，節(jié)省投資與運行費用的要求，因此宜選用機械爐排焚燒爐。該垃圾焚燒廠選用傾斜往復式爐排焚燒爐，由于生活垃圾最低熱值為5500Kj/kg，故不需添加輔助燃料，單爐處理量在150-450t/d之間，焚燒爐是一臺水平逆向上加料爐排爐，有3跳軌道。每條軌道分四個區(qū)，干燥區(qū)、焚燒區(qū)（兩區(qū)）和燃盡區(qū)，每個軌道下的四個區(qū)形成漏斗，收集焚燒漏料。設(shè)計采用一臺焚燒爐，每臺設(shè)計處理量268t/d，焚燒爐運行時間11h/d，單臺焚燒爐機械負荷為G=400kg/（m2.h）。爐排形式：SITY-2000傾斜往復階梯式機械爐排.爐排機械負荷G式中G-爐排機械負荷，G=450kg/（m2.h）W-垃圾焚燒量，W=230t/dt-運行時間，t=11h/dA-爐排面積，m2由此可得：A=46.46m2.燃燒室熱負荷由此可得燃燒室容積V：3.2.4.燃燒空氣量生活垃圾中包含了眾多元素，生活垃圾焚燒的過程實質(zhì)上就是垃圾中這些元素劇烈發(fā)生劇烈的氧化反應的過程，它首先產(chǎn)生的是大量的熱量和燃燒產(chǎn)物（CO2、H2O），其次就是污染物，如HCl、SO2。a：理論空氣需要量L0根據(jù)生活垃圾應用基的質(zhì)量分數(shù)：w(C)+w(H)+w(O)+w(N)+w(S)+w(Cl)+w(W)+w(A)=100%由C、H、S、Cl等反應的燃燒方程式可得：1kg垃圾完全燃燒時所需要的氧氣量（質(zhì)量）為空氣中氧氣的體積為21%，所以1kg的垃圾完全燃燒所需的理論空氣量為Lob：實際空氣需要量Ln為了保證垃圾中可燃成份完全燃燒，實際供入爐內(nèi)的空氣量一定要大于理論空氣量。設(shè)計中取空氣過剩系數(shù)n=1.5，則：焚燒爐區(qū)引風機采用Y4-73-11引風機。具體型號及性能參數(shù)如下表：表6Y4-73-11引風機性能參數(shù)型號轉(zhuǎn)速r/min全壓/Pa流量m3/h效率/%軸功率kW14D14503940-2793103000-16900083.5-80.4127-156電動機聯(lián)軸器電機腳螺GB799-76型號功率kWST0103風機軸電機軸Y126-4225290×105×8510585M30×800c：燃燒產(chǎn)物煙氣量Vn垃圾燃燒產(chǎn)物的生成量及成分是根據(jù)燃燒反應的物質(zhì)平衡進行計算的。垃圾完全燃燒后生成的煙氣的主要成分為CO2、SO2、H2O、N2和O2，其中O2是空氣過剩量中帶入的，而其他成分所占容積比例很小，量級在0.01以下，故計算煙氣量是忽略不計。實際燃燒煙氣量Vn為：其中：，（上式中干空氣含濕量g=10g/kg）設(shè)計中，生活垃圾的處理量，實際空氣量；渣量為生活垃圾中灰渣的量和未燃的量只和，灰渣的熱灼減率為5%，則：。飛灰含量為處理垃圾量的0.5%-0.6%，設(shè)計中的含量為處理垃圾量的2%記，則：根據(jù)質(zhì)量平衡可求得生活垃圾焚燒廠的排煙量：3.2.5余熱鍋爐的選型在垃圾燃燒過程中產(chǎn)生大量的熱能，可以經(jīng)余熱鍋爐后利用起來去發(fā)電供熱。余熱鍋爐中不發(fā)生燃燒過程，也沒有燃燒相關(guān)的設(shè)備，從本質(zhì)上講，它只是一個燃氣—水/蒸汽的換熱器，有些地方直接叫水熱交換器，燃燒設(shè)備出來的高溫煙氣經(jīng)煙道輸送至余熱鍋爐入口，再流經(jīng)過熱器、蒸發(fā)器和省煤器，最后經(jīng)煙囪排入大氣，排煙溫度一般為150～180℃，煙氣溫度從高溫降到排煙溫度所釋放出的熱量用來使水變成蒸汽。本設(shè)計中焚燒爐與余熱鍋爐形成一個配套體系,因此余熱鍋爐也選用兩臺。具體性能參數(shù)如下表所示:表7余熱鍋爐表征參數(shù)型號額定蒸發(fā)量t/h工作壓力MPa額定蒸汽溫度℃煙氣進口溫度℃外形尺寸mmQ8/1100-2.5-16511003100×2300×32503.3煙氣處理階段各單元設(shè)計計算及設(shè)備選型生活垃圾焚燒廠典型的煙氣凈化控制設(shè)備和處理流程可分為干式、半干式和濕式三類。半干法典型處理流程是由半干式洗滌塔和布袋除塵器組合而成，以半干式洗滌塔去除酸氣，布袋除塵器去除粉塵。由于袋式除塵器是利用過濾的方法完成顆粒物的凈化過程，當煙氣通過由顆粒物形成的濾層時，氣態(tài)污染物仍能與濾層中還未起反應的Ca(OH)2固體顆粒物發(fā)生化學反應而得到進一步的凈化。因此，在同等條件下，半干式凈化工藝中的除塵器優(yōu)先選用袋式除塵器。半干式工藝計算簡單，工程投資較低，但對管理的要求較高。本設(shè)計方案采用半干式工藝流程。（流程圖見總工藝流程圖）煙氣排放標準如下表所示表8垃圾焚燒廠煙氣排放標準項目單位數(shù)值含義限值煙塵mg/m3測定均值80煙氣黑度格林曼黑度,級測定值1SO2mg/m3小時均值260HClmg/m3小時均值75二惡英類TEQng/m3測定均值1.0注:各項標準限值均以標準狀態(tài)下含11%O2的干煙氣為參考值換算。3.3.1半干式洗滌塔半干式洗滌塔實際上是一個噴霧干燥系統(tǒng)。將消石灰加水混合成泥漿狀，與與噴嘴噴出來的壓縮空氣混合，利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔頂鄉(xiāng)下噴入干燥吸收塔中。高溫氣體與噴入的石灰漿成逆向流的方式充分混合，與石灰漿反應生成CaCl2、CaSO4，靠煙氣本身的溫度將其蒸干為粉末狀，聯(lián)通飛灰沉積于洗滌塔底漏斗而排除。半干式洗滌塔對酸性氣體的去除率與其后接的除塵器設(shè)備有關(guān)，后接袋式除塵器，則HCl的去除效果可達到95%以上，SO2的去除效果可達到80以上。①SO2的去除效果焚燒煙氣中SO2的含量為/kg該條件下其質(zhì)量含量為經(jīng)處理后SO2去除率為80%，則處理后煙氣中的含量為：符合要求；②HCl的去除效果焚燒煙氣中HCl的含量為/kg其質(zhì)量含量為經(jīng)處理后HCl去除率為95%，則處理后煙氣中的含量為：符合要求；3.3.2布袋除塵器袋除塵器工作機理是含塵煙氣通過過濾材料，塵粒被過濾下來，過濾材料捕集粗粒粉塵主要靠慣性碰撞作用，捕集細粒粉塵主要靠擴散和篩分作用，濾料的粉塵層也有一定的過濾作用。袋除塵器運行中控制煙氣通過濾料的速度(稱為過濾速度)頗為重要。一般取過濾速度為0.5—2m/min，對于大于0.1的微粒效率可達99%以上，設(shè)備阻力損失約為980—I470Pa。①除塵器處理氣體量式中Q-通過除塵器的含塵氣體量，m3/hQs-生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氣體量；Qs=4.25m3/kg×230×1000kg/11h=88863.633/h；tc-除塵器內(nèi)氣體的溫度，℃；tc=200℃；Pa-環(huán)境大氣壓，kPa；Pa=101kPaK-除塵器前的漏風系數(shù)；②本設(shè)計選用LFDM系列脈沖袋式除塵器設(shè)備型號參數(shù)如下表：表9LFDM系列脈沖袋式除塵器性能參數(shù)型號處理風量/(m3/h)過濾面積/m2室數(shù)/個過濾風速/（m/min）濾袋材料LFDM401331200368041~2ZLN針刺氈型號允許溫度/℃阻力/Pa漏風率/%清灰方式除塵效率/%LFDM401<250℃1200~1500<2壓縮空氣脈沖清灰>煙囪根據(jù)現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值(GB16297-1996)設(shè)定本設(shè)計中垃圾焚燒煙氣處理段的煙囪高度為60m。選用Y4-73-11鍋爐引風機,具體性能參數(shù)如下表表10Y4-73-11鍋爐引風機型號轉(zhuǎn)速r/min全壓/Pa流量m3/h效率/%軸功率kW25D5801862-1421308000-38400093-84172-182電動機聯(lián)軸器電機腳螺GB799-76型號功率kWST0103風機軸電機軸JS157-10360500×160×120160120M36×10003.4垃圾焚燒過程的熱能平衡生活垃圾焚燒時會釋放一定的熱量，在生活垃圾焚燒爐內(nèi)，為了垃圾的完全燃燒和保證無害化效果，焚燒爐內(nèi)必須保持一定的溫度和一定的燃燒時間，此后高溫煙氣通過余熱鍋爐進行熱能回收，最后經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)處理后排入大氣。垃圾燃燒釋放出來的熱量除部分被有效熱利用外，還有一部分隨煙氣帶走，一部分隨灰渣帶走，部分從爐墻中向外散失掉。因此根據(jù)熱力學第一定律-能量守恒定律，垃圾焚燒系統(tǒng)的熱能平衡示意圖如下圖所示：1.供入熱及帶入熱①垃圾燃燒熱=②空氣帶入的物理熱由于以環(huán)境溫度為基準點，空氣帶入的物理熱記為；則：2.支出熱①余熱利用有效熱在焚燒過程中，垃圾中含能可用于供熱或發(fā)電的實際能量轉(zhuǎn)化率分別為60%-82%和20%-27%，考慮垃圾焚燒的實際情況，設(shè)計中垃圾的利用率選用η=40%。②排煙熱損失煙氣經(jīng)過預熱利用后，還帶有的部分物理熱隨煙氣排入到大氣中，造成部分熱損失。該狀態(tài)下各成分的比熱為：煙氣的體積分數(shù)組成為：CO28.73%,H2O24.71%,N261.18%,O25.41%,SO20.03%(示例CO2：VCO2/Vn=0.37/4.25=8.73%)則煙氣的質(zhì)量分數(shù)組成為：CO214.00%,H2O18.06%,N261.33%,O26.3%,SO20.06%。煙氣的比熱容為③不完全燃燒熱損失在設(shè)計中，考慮到是機械爐排焚燒方式，固體不完全燃燒熱損失量按供入量的4%計，即：④爐體散熱損失實際計算中根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算，在生活垃圾焚燒中一般按供入熱量的3%-5%計。該設(shè)計取5%。⑤灰渣、飛灰物理熱損失灰渣、飛灰屋里熱損失可按下式計算得出:由于飛灰的含量相對于灰渣的量要小得多，故可按灰渣計。合計相對誤差有效利用熱為表11生活垃圾焚燒熱能平衡表收入支出項目符號數(shù)值項目符號數(shù)值kJ/h%kJ/h%垃圾燃燒熱Q1入2.34×108100余熱利用有效熱Q1出0.94×10842.2空氣帶入熱Q2入00排煙熱損失Q2出1.00×10844.8不完全燃燒損失Q3出0.094×1084.2灰渣物理熱損失Q4出0.06×1082.7爐體散熱損失Q5出0.12×1085.4誤差15610000.7∑Q收入總計2.34×108100∑Q支出2.23×1081003.5生活垃圾燃燒中二惡英的控制二惡英是迄今為止人類所發(fā)現(xiàn)的毒性最強的物質(zhì)，垃圾焚燒過程特別是含氯化合物的廢物燃燒過程，是環(huán)境中二惡英的一個主要來源。由此，要發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)，二惡英的控制問題尤為重要。焚燒過程中二惡英的形成概括起來有三種形成途徑：a．碳、氫、氧和氯等元素通過基元反應生成二惡英；b．在燃燒過程中由含氯前體物通過化學反應