1、流化床燃烧处理城市生活垃圾工艺设计要：随着社会经济的开展，城市垃圾的产量在不断的增长。燃烧法处理城市垃圾是目前国内外一种比拟切实可行的方法，燃烧法可以实现垃圾的减量化、无害化、资源化处理目的。根据我国目前城市垃圾热值偏低的实际情况，本设计提出以煤为辅助燃料，采用流化床燃烧炉处理城市垃圾，可大幅度降低运行本钱，符合国情。本设计主要介绍了垃圾燃烧利用的主要工艺流程及各系统的工艺设计，从流化床燃烧炉到废热利用系统，再从烟气净化到最终烟气到达大气环境质量排放标准的工艺设计。除尘系统选用适应性强、除尘效率高的袋式除尘器，烟气净化塔选用湿式填料塔，去除效果较好，结构简单，以及废热锅炉和凝汽式汽轮机的设计与
2、选型，还有灰渣的处理利用。通过垃圾燃烧利用整个工艺过程的设计，城市垃圾到达了“三化的处理目的，并建议采用流化床燃烧炉。关键词 城市垃圾 垃圾燃烧 流化床燃烧炉 烟气净化 废热锅炉 凝汽式汽轮机1.绪论1.1前言随着经济的开展和城市化的进程，城市生活垃圾的产量、有机组分含量以及热值也日益增加。大量的城市生活垃圾对人们生活环境和城市开展造成了巨大的压力和危害，如何实现城市生活垃圾无害化、减量化和资源化的“三化处理已成为研究的焦点。城市垃圾通常的处理方法有填埋、堆肥和燃烧等，实践证明，填埋和堆肥两种方法不仅占用大量土地，耗用时间长，而且垃圾的渗滤液对填埋场及堆肥场附近环境会造成严重影响，破坏生态环境
3、。采用燃烧方法处理城市生活垃圾是目前国内外一种比拟先进的垃圾处理方法，它能使垃圾处理有效无害化、减量化和资源化，并可将其产生的能量用于发电，因而成为当今处理城市生活垃圾的主流。目前日本、美国、德国、瑞士和加拿大兴旺国家广泛采用燃烧法处理城市生活垃圾，局部国家和地区的城市生活垃圾燃烧率已经到达90%以上；国内垃圾燃烧产业正在兴起，除深圳垃圾燃烧厂已经运行，珠海、上海、北京、浙江和广东等地正在积极兴建垃圾燃烧厂。二十世纪以来，固体废弃物的排放急剧增加，造成的大气污染、地下水污染、土壤污芽土地占用、自然景观破坏等问题日趋严重。固体废弃物分为工业垃圾和城市垃圾两种，城市垃圾的产量是惊人的，据统计，中国
4、1990年城市垃圾总产量为6900万吨，北京市每年的城市权产量超过200万吨。 生活垃圾是人们日常生活中产生的废弃物，随着人民生活水平的提高，其数量正在逐年增加。目前城市生活垃圾的处理已成为各国面临的一大难题。美国每年产生生活垃圾约为2亿t，日本每年的生活垃圾总量约为5120万t。目前我国城市生活垃圾年产量约为1.5亿t，并按8%10%的年增长速度增长。历年堆存量累计超过50亿t，而无害化处理率很低，大量垃圾运到城郊裸露堆放。如何有效地处理这些城市垃圾，使之资源化、减量化和无害化即三化，成为当前世界各国十分关注的课题。1.2城市垃圾处理的三种根本方法目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有堆肥、填
5、埋和燃烧三种。 堆肥法是将垃圾中的可降解的有机成分经无害化处理转变成肥料。堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类、要求垃圾的有机含量要高。垃圾分类筛选，高温发酵，恶臭排放物控制等工艺水平还不够高，所得肥料质量随着城市垃圾纸张、塑料等不腐物成分上升而下降，且处理垃圾量大，劳动强度大，与化肥相比不占优势，市场正变得越来越小。该处理方法很难在大中城市推广应用。填埋法，也是越来越显露了许多弊端。首先填埋要耗用大片土地资源；第二是环境保护要求填埋技术条件十分严格，处理难度和本钱必然增加；第三是填埋后的垃圾经长期发酵，会产生可然、有害气体，引发爆炸事故等，并加剧地球温室效应；第四，垃圾中的重金属和化学毒物渗入地下
6、后污染地下水并造成永久性积聚。同时垃圾中有害成分对大气、土壤及水源造成严重污染。不仅破坏了生态环境，而且也严重危害人体健康。采用卫生填埋方式要重点解决填埋工艺、渗沥液处理和填埋气体输导利用等关键技术。燃烧法处理，从目前世界各国使用的情况来看，这是一种比拟切实可行的方法。尤其是采用流化床燃烧技术有很多优点：1.能做到有效而快速的减量化，是垃圾体积减少90%以上，燃烧后残留的灰渣很少，还可以综合利用；2.可以实现无害化处理。垃圾中的微生物、有害气体与有害液体，经过燃烧后可变成无害，通过组织低污染燃烧工况与燃烧炉的正确设计，可是排放的污染物控制在规定标准之内，做到不污染环境；3.可以实现垃圾资源化利
7、用。垃圾中的有机物、有害气体、液体经燃烧后产生的热能可以将它回收用于发电和供热；4.可以就地燃烧，无需长距离运输，也不需占用土地专建堆场长期贮存，节约土地资源和处理本钱。1.3城市垃圾燃烧技术1.3.1概述燃烧法是一种高温热解处理技术，即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在燃烧炉内进行氧化燃烧反响，废物中的有害有毒物质在8001200的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。燃烧的目的是尽可能焚毁废物，是被燃烧的物质变为无害和最大限度地减容，并尽可能减少新的污染物质产生，防止造成二次污染。对于大、中型的废物燃烧厂，能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的
8、毒性物质，以及回收利用燃烧产生的废热这三个目的。目前在工业兴旺国家燃烧法已被作为城市垃圾处理的主要方法之一，得到广泛应用，我国也在加快开发研究的速度，以推进城市垃圾的综合利用。来源：不详 燃烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。在燃烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾燃烧处理前暂时储存过程中产生的渗滤液和臭气引入燃烧炉燃烧处理。燃烧法适宜处理有机成分多、热值高的废物；当处理可燃有机物组分很少的废物时，需要补加大量的燃料，这会使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置，那么可弥补上述缺点，降低废物燃烧本钱，从而使燃烧法获
9、得较好的经济效率。燃烧技术在处理城市垃圾方面得到广泛的应用，是因为它有许多独特的优点：垃圾经燃烧处理后，垃圾中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后到达排放要求，无害化程度高；经过燃烧，垃圾中的可然成分被高温分解后，一般可减重80%和减容90%以上，减量效果好，可节约大量填埋场占地，燃烧筛上物效果更好；垃圾燃烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热和发电，垃圾被作为能源来利用，还可以回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化；垃圾燃烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区见长。即节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对有经济兴旺的城市，尤
10、为重要；燃烧处理可全天候操作，不易受天气影响。随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高，燃烧法的操作费用可望低于填埋。当然，燃烧方法也并非完美。首先。燃烧法投资大，占用资金周期长；其次，燃烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于3360kJ/kg800kcal/kg，限制了它的应用范围；最后，燃烧过程中也可能产生较为严重的“二恶英问题，必须要对烟气投入很大的资金进行处理。国内外垃圾燃烧技术1主要有三大类：旋转燃烧技术也称回转窑式、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。旋转燃烧技术： 旋转燃烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，其内壁可采用耐火砖砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。它是通过倾
11、斜筒体连续、缓慢地转动，利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部，然后靠垃圾自重落下，由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触，完成着火、燃烧和燃烬三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。炉排炉层状燃烧技术： 层状燃烧技术开展较为成熟，这种燃烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广，运行及维护简便等优点，许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定，层状燃烧关键是炉排。垃圾在炉排上通过三个区段：预热枯燥段、燃烧段和燃尽段。垃圾在炉排上着火，热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流，还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下，使垃圾层强
12、烈地翻动和搅动，引起垃圾底部也开始着火，连续地翻动和搅动，使垃圾层松动，透气性加强，有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱形状设计要考虑气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热枯燥和燃尽区垃圾的燃尽。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀并合理使用一、二次风。层燃炉要获得良好的炉内燃烧工况，必须具备三个条件：即烟气湍流度、滞留时间和足够高的温度。由于垃圾成份复杂，炉温太高时会产生过多的氧化氮；炉温太低，烟气滞留时间过短，将易产生不完全燃烧产物，尤其是对人体有严重危害的二恶英难以完全分解，故大多数厂商把炉膛出口温度定位不低于 850 ，烟气滞留时间不低于 2 秒。层燃炉型式很多，有固定炉排主要是小型燃烧炉
13、、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。宁波垃圾燃烧厂 3 台 350 t/d ，浦东垃圾燃烧厂 3 台 365 t/d ，珠海垃圾燃烧厂 3 台 200 t/d 分别采用德国诺尔克尔茨公司、法国阿尔斯通公司、美国底特律阶梯式往复炉排。据一些资料介绍，已运行的炉排炉和调试运行情况看，现阶段的城市生活垃圾要使炉膛空间的燃烧温度大于 850 还需要采用一定的喷油助燃措施。国外目前比拟成熟的垃圾燃烧设备多为马丁炉排炉，对于热值较高的城市垃圾而言，这种选择无疑具有其科学性，但在处理热值较低且变化范围较大的我国城市垃圾，必然带来一定程度上的困难，甚至影响整个垃圾燃烧厂的运行。某厂引进
14、的燃烧炉就遇到了这一情况，从投资的角度来看，引进国外一套 2 台 日处理 600 吨垃圾发电功率 23 MW的燃烧发电处理厂需要投资约 4.5 亿人民币，对于处于开展时期的我国来说是难以接受的。假设能开发研制符合中国国情的国产化燃烧炉将具有广阔的应用前景。循环流化床燃烧技术：循环流化床锅炉是 20 世纪 80 年代开展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式，我国科研工作者做了大量的工作，流化床燃烧技术目前已趋于开展成熟。 流化床垃圾燃烧炉是在炉内铺设一定厚度、一定粒度范围的石英砂或炉渣，通过底部布风板进入一定压力的空气，将砂粒吹起、翻腾、浮动。流化床内气 固混合强烈，传热传质速
15、率高，单位面积处理能力大，具有极好的着火条件。垃圾入炉后即和灼热的石英砂迅速处于完全混合状态，垃圾受到加热、枯燥，有利于完全燃烧。床内燃烧温度控制在 850 950 的范围内，其燃烧过程特性与普通流化床锅炉相似。采用循环流化床燃烧技术，可实现稳定、高效燃烧，对于热值及成分多变的垃圾，具有独特的优势，这已为国内外学者所公认。尤其是在污染控制方面，流化床燃烧技术同时解决了燃烧与脱污染物过程。因此循环流化床垃圾燃烧处理是一种综合性能优越的燃烧方式，尤其适合我国垃圾成分复杂，热值偏低的国情。 某热电厂一台由35t/h链条锅炉改造成的垃圾流化床燃烧炉，燃烧杭州市局部地区的城市生活垃 圾，单台日处理垃圾量
16、达150 250吨，假设补充一定比例的辅助燃料 原煤，即可保证正常供热和发电。 绍兴垃圾燃烧厂采用由中联环保技术工程、绍兴市新民热电和无锡锅炉厂共同开发研制的循环流化床垃圾燃烧锅炉，单台额定垃圾处理量为400 t/d ，额定蒸发量为 75 t/h ，采用垃圾和煤混烧，燃烧厂主要处理绍兴城区垃圾。该炉于2023年8月27日点火运行，经过一个半月调试，从 10 月 15 日开始，绍兴市市区的350 400 t/d生活垃圾全部送到了燃烧厂处理，燃烧炉最大处理量可到达500 t/d 。能源回收采用热电联产，发电机容量15 MW。该炉炉膛上下温度分布均匀，均保持在850 950 的范围内，高温烟气在炉内停留时间超过 3 秒，抑制了二恶英等有毒气体的生成。经检测各项排放指标均到达国家标准，二恶英等主要指标到达