垃圾焚燒廠課程設(shè)計(jì)

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 3\o"CurrentDocument"城市生活垃圾 3\o"CurrentDocument"采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范. 3\o"CurrentDocument"建設(shè)項(xiàng)目周圍的環(huán)境概況. 3\o"CurrentDocument"垃圾的性質(zhì)、成份及產(chǎn)生量的分析. 4\o"CurrentDocument"工藝方案選擇 4\o"CurrentDocument"焚燒工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及試用條件 4焚燒工藝的試用條件 5\o"CurrentDocument"擬采用的工藝形式. 5\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)采用方案工藝流程. 6工藝流程框圖 6工藝流程說明 6灰渣處置方案 7\o"CurrentDocument"工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 7\o"CurrentDocument"分選階段各單元設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型. 7垃圾貯坑的設(shè)計(jì) 7人工分選 8永磁筒式磁選機(jī). 8滾筒破碎機(jī). 9\o"CurrentDocument"焚燒階段各單元設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型. 9燃料貯坑 9垃圾抓斗起重機(jī). 10焚燒爐的設(shè)計(jì)選型. 103.2.4.燃燒空氣量. 11余熱鍋爐的選型. 13煙氣處理階段各單元設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型. 13半干式洗滌塔. 14布袋除塵器. 15煙囪 153.4垃圾焚燒過程的熱能平衡. 16生活垃圾燃燒中二惡英的控制. 194.效益分析 19環(huán)境效益分析 19經(jīng)濟(jì)效益分析 20四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院《固體廢物處理與處置》

課程的設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：瀘州市生活垃圾焚燒廠設(shè)計(jì)姓 名： 陳敏 學(xué) 院：—化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院_專 業(yè): 環(huán)境工程 學(xué) 號(hào)： 2010080403 20131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(shì)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(jiǎn)介瀘州，古稱“江陽(yáng)”，別稱“酒城”，位于中國(guó)四川省東南部，長(zhǎng)江和沱江兩江交匯處。瀘州是著名的中國(guó)國(guó)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(guó)重要的循環(huán)型化工基地，全國(guó)重要的裝備制造業(yè)基地，是全國(guó)大中型全液壓汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)制造中心，瀘州市先后獲得過聯(lián)合國(guó)改善人居環(huán)境最佳范例獎(jiǎng)(迪拜獎(jiǎng))、國(guó)家衛(wèi)生城市、中國(guó)優(yōu)秀旅游城市、全國(guó)雙擁模范城等諸多榮譽(yù)。瀘州是交通部確定的四川唯一的全國(guó)28個(gè)內(nèi)河主要港口和國(guó)家水運(yùn)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(lán)田機(jī)場(chǎng)，是國(guó)家公路樞紐城市之一。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?yàn)槌鞘腥粘Ｉ钐峁┓?wù)的活動(dòng)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(zhǎng)之快，危害之嚴(yán)重，已經(jīng)廣泛引起人們的普遍關(guān)注。我國(guó)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(xué)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(cè)定，若措施等當(dāng)，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。采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))；生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范(CJJ90-2009)；建設(shè)項(xiàng)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(yùn)距9km該廠址不在城市主導(dǎo)風(fēng)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(diǎn)，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(xiàn)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(jì)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11.813.10.93.557.39.91.21.21.1表2 垃圾中各元素含量分析/%CHONSCIWA20.11.611.20.40.50.257.18.92工藝方案選擇2.1焚燒工藝的優(yōu)缺點(diǎn)及試用條件解決垃圾問題的目標(biāo)是實(shí)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(yùn)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(jì)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(shí)等息息相關(guān)。2.1.1焚燒工藝的優(yōu)缺點(diǎn)焚燒法是將垃圾中的可燃成分在高溫（800°C?1000°C）條件下經(jīng)過燃燒反應(yīng)，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(jì)發(fā)達(dá)國(guó)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(diǎn)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(dá)標(biāo)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(chǎng)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?zé)煔?，其熱能被轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝脕砉峒鞍l(fā)電，還可回收鐵磁性金屬等資源，可以充分實(shí)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(yùn)輸距離，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(diǎn)有：1、焚燒法投資大，占用資金周期長(zhǎng)。2、 焚燒對(duì)垃圾的熱值有一定要求，一般不低5000kJ/kg，限制了它的應(yīng)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(jìn)行有效處理。焚燒工藝的試用條件焚燒處理方法適用于衛(wèi)生填埋場(chǎng)地缺乏、生活垃圾熱值高、經(jīng)濟(jì)條件較發(fā)達(dá)的城市。擬采用的工藝形式針對(duì)我國(guó)城市生活垃圾的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的垃圾焚燒處理工藝進(jìn)行了深入的研究。結(jié)果表明：機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù)比較適合國(guó)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(yīng)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(jì)采用方案工藝流程2.3.1工藝流程框圖生活壞忑生活壞忑—?2.3.2工藝流程說明垃圾分選部分：在垃圾進(jìn)入焚燒階段之前需要對(duì)垃圾進(jìn)行分選，以分選出可回收利用的組分以及對(duì)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(jìn)入焚燒爐中進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用以及現(xiàn)有垃圾的適應(yīng)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(jià)格低，運(yùn)行費(fèi)用省，能源和資源回收利用價(jià)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(jì)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(gè)階段：第一段為加熱段，垃圾在這里被預(yù)熱、氣化；第二段為燃燒段，垃圾在這里進(jìn)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(diǎn)是通過活動(dòng)爐排移動(dòng)，推動(dòng)垃圾從上層落向下層，對(duì)垃圾起到切割、翻轉(zhuǎn)和攪拌的作用，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)來確定。在通常情況下，煙氣凈化工藝主要針對(duì)酸性氣體（ HCI,SOX、顆粒物及重金屬等進(jìn)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(guó)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(yīng)用實(shí)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SO少，含HCI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SO濃度排放要求，同時(shí)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(yīng)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(dá)到廢氣粒狀污染物排放標(biāo)準(zhǔn)80mg/m3目標(biāo)，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(duì)未反應(yīng)的堿性吸收劑可再利用，對(duì)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(yīng)剩余物數(shù)量。布袋式除塵器對(duì)微小粒狀物有良好的捕集效果。布袋式除塵器對(duì)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(xiǎn)廢物，本項(xiàng)目成套引進(jìn)了飛灰固化處理系統(tǒng)，可采用水泥螯合劑固化法對(duì)飛灰進(jìn)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(yùn)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(jī)把爐灰送到爐灰倉(cāng)里，爐灰倉(cāng)下有螺旋輸送機(jī)把爐灰送到二料配料機(jī)，經(jīng)計(jì)量，送到攪拌機(jī)。同時(shí)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(cāng)，再經(jīng)螺旋輸送機(jī)送到配料機(jī)，以一定的比例（水泥與飛灰的比例約為3:7），送到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌后的水泥漿經(jīng)壓磚機(jī)壓制成水泥磚，經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送到固化塊固化曬場(chǎng)，最后送至安全填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處置為了防止?fàn)t灰的飛揚(yáng)對(duì)環(huán)境的影響，在爐灰卸料坑上有特制的抽風(fēng)罩，在料倉(cāng)上部都設(shè)有布袋除塵器，房間內(nèi)所有的抽風(fēng)管都裝過濾器或過濾網(wǎng)。焚燒爐渣屬一般固體廢物，本項(xiàng)目采用濕式除渣，送入渣坑存放，渣中的金屬經(jīng)振動(dòng)篩分選后被吸鐵器吸出，通過埋刮式輸送機(jī)送入金屬坑貯存。爐渣根據(jù)BOTt、議,由授權(quán)方負(fù)責(zé)處置。3工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1分選階段各單元設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)備選型3.1.1垃圾貯坑的設(shè)計(jì)垃圾貯坑是垃圾焚燒廠接收垃圾設(shè)備，用于暫時(shí)儲(chǔ)放進(jìn)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(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)收入焚燒廠的垃圾量、設(shè)備的操作計(jì)劃等因素來決定。垃圾貯坑的容量應(yīng)可提供兩天的最大處理量。1.貯坑容積VV」式中：-存儲(chǔ)時(shí)間，d;該設(shè)計(jì)中取=1.5q-最大日處理量，t/d;該設(shè)計(jì)中取q=95t/d-有效容積系數(shù)，在0.8-0.9之間；該設(shè)計(jì)取=0.88-垃圾有效密度，該設(shè)計(jì)取 =1.32垃圾容量平均值為0.50t/m3貝U：v」=1.5X95/(0.88X1.32)=122.68m32.體積尺寸計(jì)算(abc)由V=aXbxc得:取a=6m,b=5m,c=5m則V實(shí)際=6X5X5=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(fù)利用物，最大限度地實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要確定分選人數(shù)，該設(shè)計(jì)設(shè)定人工分選階段人數(shù)為15人,日工作時(shí)間6h,每小時(shí)處理量Q=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(yàn)，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(jī)物質(zhì)被選出，即：金屬：q1=QqX1.2%=0.276t/h玻璃：q2=QqX1.2%=0.276t/h其他：q3=QqX1.1%=0.253t/h分出量：Q=q1+q2+q3=0.805t/h3.1.3永磁筒式磁選機(jī)垃圾經(jīng)過磁選后理論上可以分選出所有的金屬分出量：Q=QX1.2%=0.276t/h該設(shè)計(jì)中選用的磁選設(shè)備為：CT永磁筒式磁選機(jī)-CT924

表3 CT 永磁筒式磁選機(jī)主要技術(shù)參數(shù):型號(hào)筒徑/mm筒長(zhǎng)/mm筒表場(chǎng)強(qiáng)/(kA/m)處理量/(t/h)給料粒度/mm功率/kW質(zhì)量/tCT-9249002400130-40070-1103-04.03.53.1.4滾筒破碎機(jī)滾筒破碎機(jī)其機(jī)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(dá)到選分的作用。依據(jù)垃圾破碎分選工藝要求選擇國(guó)產(chǎn)滾筒破碎機(jī)，具體技術(shù)特征如下表：滾筒破碎機(jī)技術(shù)特征規(guī)格3000x6000生產(chǎn)能力滾筒破碎機(jī)技術(shù)特征規(guī)格3000x6000生產(chǎn)能力80-120t/h滾筒直徑/m3長(zhǎng)度/m6:傾角/度3轉(zhuǎn)數(shù)r/min12表4規(guī)格3000x6000篩孔尺寸/mm50 :提升板高度/mm300電動(dòng)機(jī)型號(hào)BJQ-72-4功率/kW30「轉(zhuǎn)數(shù)r/min1460經(jīng)滾筒破碎機(jī)分選后，篩上物質(zhì)主要為紙類、塑料、竹木、部分有機(jī)等進(jìn)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(chǎng)進(jìn)行填埋處理；篩上分選量Q=QX(11.8+13.1+0.9+3.5+9.9)=9.016t/h則：經(jīng)分選后進(jìn)入后繼焚燒處理的可燃組分為：Q4=9.016+23X57.3%=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(jì)計(jì)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(jìn)入到燃燒貯坑堆放以便于送入焚燒爐中焚燒。 設(shè)計(jì)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(shí)后其堆積密度將增大到0.8-0.9t/m3(該設(shè)計(jì)取0.8t/m3);理論上貯坑體積為VaTN式中：a-容積系數(shù)，一般為1.2-1.5。該設(shè)計(jì)取值a=1.2T-存放時(shí)間d，該設(shè)計(jì)取值T=3dN-日焚燒垃圾容量，m/d，該設(shè)計(jì)為n=80m貝U:V=1.2X3X138X0.8=397.44m由V=aXbXc得:取a=11m,b=8m,c=5m設(shè)計(jì)符合要求;則V實(shí)際=11X8X5