垃圾焚烧余热锅炉及烟气净化.docx

垃圾焚烧余热锅炉及烟气净化篇目录1、生活垃圾焚烧生成物概述1.1 焚烧产生物质的组成及危害1.2 焚烧危害物质的控制措施2、生活垃圾焚烧设备2.1 生活垃圾焚烧设备基本概述2.1.1 焚烧系统2.1.2 燃烧空气系统2.1.3 点火及辅助燃烧系统2.1.4 焚烧炉系统2.2 余热锅炉系统2.2.1 余热锅炉的结构形式2.2.2 余热锅炉本体2.2.3 锅炉排污系统2.2.4 清灰装置2.2.5 加药、取样系统2.2.6 主要设备选型（暂定）2.2.7 蒸汽量计算3、生活垃圾焚烧烟气净化系统3.1 生活垃圾焚烧烟气净化基本概述3.2 湿法脱酸装置3.3 半干法脱酸装置3.4 干法脱酸装置3.5 本工程工艺介绍垃圾焚烧余热锅炉及烟气净化篇1、生活垃圾焚烧生成物概述1.1焚烧产生物质的组成及危害焚烧产生的物质由残渣、烟气组成垃圾焚烧烟气的主要成分由N2、02、C02、H2O组成，其含量占烟气容量的99%，这部分对 环境危害较小或无危害焚烧烟气中还含有约1%对环境有较大影响的污染物，其中包括以下四类：♦颗粒物（粉尘）♦ 酸性气体：氯化氢（HCL）、氟化氢（HF）、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）♦ 重金属汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cd）、其他重金属及化合物♦ 有机剧毒性污染物二噁英（PCDDs）、咲喃（PcDFs） 垃圾焚烧飞灰（粉尘）是焚烧过程中产生的微小无机颗粒状物质，主要是：1、 被燃烧空气和烟气吹起的小颗粒灰分。

2、 未充分燃烧的碳等可燃物3、 因高温而挥发的盐类和重金属等在烟气冷却净化处理过程中凝缩或发生化学反应而产生 的物质粉尘的产生量及粉尘的组合与城市生活垃圾的性质和燃烧方法、燃烧设备有直接关系机 械炉排生活垃圾焚烧炉炉膛出口粉尘量一般为1〜6g/m3（标），换算成垃圾燃烧量，一般为1T 干垃圾燃烧量为10〜45KG粉尘（颗粒物）有哪些危害？颗粒物的粒径越小越容易进入肺泡，危害也就越大细小颗粒物中会含有Cr Cu、Ni、Zn、 Pb、Mn、Sb、Se、Cd等重金属，其中对人体危害大的重金属如Cr、Cd、Ni、Pb、Se主要集中于 小于3 口 m的颗粒物中因此，在去除颗粒物的同时，也就在一定程度上削减了重金属的危害 酸性气体焚烧烟气中的酸性气体主要由SO、NO、Hcl、HF组成，均来源于相应垃圾组分的燃烧S0x x x主要由SO构成，产生于含硫化合物焚烧氧化所致NO包括NO、NO、NO等，主要由垃圾中含2 x 2 2 3氮化合物分解转换或由空气中的氮在燃烧过程中高温氧化生成Hcl来源于氯化物，如PVC、橡 胶、皮革，厨余中的Nacl以及Kcl等焚烧烟气中Hcl气体的浓度相对较高，往往在400〜1200 ppm。

SO与NO的浓度相对较低所以Hcl是垃圾焚烧烟气中主要的污染气体xxHcl气体对人体有较强的伤害性°Hcl气体会对余热锅炉受热面和监测仪表产生高低温腐蚀, 影响余热锅炉安全并限制了过热蒸汽参数的提高；Hcl气体的存在升高了烟气露点，导致排烟温 度升高，降低锅炉热效率；氯源在一定条件下与重金属反应生成低沸点的金属氯化物，从而加 剧了重金属的挥发，导致重金属在飞灰上的富集，增加飞灰毒性；Hcl气体能促进氯酚、氯苯、 氯苯并咲喃等“三致”有机物的生成，而且PVC裂解后生成的Hcl被认为能促进多环芳烃(paHs) 的生成因此，有效去除Hcl气体直接关系到焚烧系统的安全和环保运行什么是二噁英？ 二噁英是一种无色、无味但毒性严重的脂溶性物质 二噁英实际上是一个简称，他指的是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两 大有机化合物全称分别叫多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并咲喃(PCDFs)我国环境标 准中把他们统称为二噁英类二噁英包括210种化合物，均为固体，熔点较高，没有极性难 溶于水但可以溶于大部分有机溶剂，非常容易在生物体内积累生活垃圾焚烧烟气中污染物的种类序号类别污染物名称表示符号1尘颗粒物氯化氢HCL硫氧化物SO2酸性气体氮氧化物NOX氟化氢HF—氧化碳CO汞及化合物Hg 和 Hg2+3重金属铅及化合物Pb 和 Pb2+镉及化合物Cd 和 Cd2+其他重金属及化合物多氯代二苯并二噁英PCDDs4有机物多氯代二苯并呋喃PCDFs其他有机物生活垃圾焚烧炉排放烟气中污染物限值1.2焚烧危害物质的控制措施因为我们要处理垃圾焚烧过程中1%的有害物质，达到国家乃至欧盟的排放标准，我们就控制垃圾焚烧烟气污染物的排放。

控制垃圾焚烧烟气污染物的排放主要有两个阶段：1、燃烧阶段的焚烧工艺控制2、燃烧后通过烟气净化工艺控制燃烧阶段与烟气净化控制都是降低烟气中污染物的浓度，区别是焚烧阶段控制各种污染物的原始排放浓度，让其污染物的浓度达到烟气净化工艺的可处理的范围内，再通过烟气净化 工艺控制排放至大气中烟气的污染物浓度3T+E什么是3T+E?3T 是指 temperature、time、turbulence，即温度、时间、湍流度具体指垃圾在高温850~1000°C焚烧，且在燃烧室停留时间超过2S，以及较大的湍流程度，用来防止大量生成二噁英E是excess air factor即过量空气系数二噁英产生最适宜的条件：1、 温度200~500°C，主要在垃圾焚烧开始和冷却过程另外，不完全燃烧，空气供给量不足也 会形成这种温度区2、 通常认为燃烧混有金属盐的含氯有机物（例如芳香化合物、煤烟、印制电路板以及用五氯苯酚处理过的木料）在200〜500 C、存在重金属（如铜）的条件下燃烧时，会生成二噁英 垃圾焚烧过程中二噁英的控制方式：（1） 焚烧前控制：垃圾预处理2） 焚烧过程控制：抑制二噁英的生成850C以上停留2S可以消除，但200~500C又会重新生成，故在余热锅炉上怎样合理的 布置换热面，使烟气冷却过程中快速通过200~500C的温度区间，避免二噁英的出炉后生成。

3） 焚烧后控制：烟气净化及飞灰处理什么是湍流度？湍流度是生活垃圾和空气混合程度的指标，湍流度越大，生活垃圾和空气和混合程度 越好有机可燃物能及时充分获取燃烧所需的氧气，燃烧反应越完全湍流度受多种因素影响， 当焚烧一定时，加大空气供给量，可提高湍流度改善传质（物质浓度不均匀而发生的质量转 移过程）与传热（物质间存在温度差而发生的热能转移）效果，有利于焚烧什么是过量空气系数？过量空气系数是燃烧1KG燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1KG燃料所需的空气 质量之比过量空气系数对垃圾燃烧状况影响很大，供给适当的过量空气是有机物完全燃烧的 必要条件，增大过量空气系数，不但可以提供过量的氧气，而且可以增加炉内的湍流度，有利 于焚烧，但过大的过量空气系数可能使炉内温度降低，给焚烧带来副作用，而且还会增加输送 空气及预热所需的能量实际空气量过低将使垃圾燃烧不完全，继而给焚烧带来一系列的不良 后果2、生活垃圾焚烧设备2.1生活垃圾焚烧设备基本概述2.1.1焚烧系统由于中国的垃圾具有成分变化较大、热值低、含水率和灰分高的特点，采用层状燃烧，机 械炉排的焚烧最为合适，炉排燃烧炉具有以下特点：1、 可全部焚烧生活垃圾，启动时可以以油为燃料。

2、 进料垃圾不需要预处理3、依靠炉排的机械运动实现垃圾的搅动与混合，促进垃圾完全燃烧4、焚烧炉内垃圾为稳定燃烧，燃烧较为完全，飞灰量少，炉渣热灼减率低5、技术成熟，设备年运行小时数可达 8000 小时以上，垃圾需要连续焚烧，不易经常启炉和停 炉热灼减率一焚烧垃圾产生的炉渣在（600±25）°C下保持3H,经冷却至室温后减少的质量占 在室温条件下干燥后的原始炉渣质量的百分比，GB规定热灼减率W3%垃圾焚烧系统的一般工艺流程根据焚烧处理垃圾量 1200t/d 的规模，本工程拟选用 2 台机械炉排炉，单台处理能力为 600t/d焚烧系统由进料系统、炉排系统、焚烧炉系统、燃烧空气系统组成本工程垃圾设计低位热值为 6400kJ/kg（1530kcal/kg）,每台焚烧炉额定处理垃圾量为 600t/d燃烧工况参考图见下图（海口设计低位热值为7100kJ/kg）,图中以每台炉的垃圾处理 量（t/h）为横轴、以垃圾的LHV （低位热值,kJ/kg）为参数、以垃圾的输入热量（MW）为纵轴燃烧工况图各区域含义如下：(1) 连续运行区域(MCR-A-B-C(D)-E-G) 在该区域内可连续运行2) 短时间运行区域 (H-I-A-MCR-G-E-J)2小时/2次。

该区域是超负荷10％的运行范围，1天可以连续运行(3) 助燃燃烧区域(C(D)-E-G)AreaAuxiliary Fuel FirinnFiring Diaram 燃烧图Short Term Operal ion Aju*W ~^\-= 7 BEJ2S.J 一二言V-I.K •TXWYTFm 貝 i宀爲 LL -• :Etd1C3DRcfbsc Thfoughput 垃扱 理葢(t/h)Fig.1(海口)燃烧工况图.1.2燃烧空气系统 垃圾焚烧炉助燃空气系统主要包括一次风系统、二次风系统及炉墙密封冷却风系统等 一次风主要作用是提供垃圾干燥的风量和风温，为垃圾着火准备条件，同时满足垃圾前期燃烧所需空气要求一次风系统是从炉排系统下方将一次风送入炉排系统各区段的装置，这些 区段包括干燥段、燃烧段及燃尽段送往各区段的空气量随着不同区段的需求而改变一次风 通常在垃圾贮坑的上方抽取，一次风在送入炉排前先经过蒸汽一空气预热器，以便为垃圾快速 干燥和着火焚烧创造条件助燃空气系统二次风系统的主要作用一是为了搅拌烟气，加强炉膛中气体的扰动；二是将完全燃烧所需 的一部分空气从炉排上部送入炉膛，用以搅拌炉内气体使之与氧气混合。

合理地配置二次风既 能加强炉内的氧同不完全燃烧产物充分混合，使化学不完全燃烧损失和炉膛过剩空气系数降低 同时，由于二次风在炉膛内会造成漩涡，可以延长悬浮的未燃颗粒及未燃气体在炉膛内的行程， 使飞灰不完全燃烧损失降低二次风在送入焚烧炉也要前先经过蒸汽一空气预热器加热焚烧炉配风的基本要求iliCBUi 撼 41 i kJ/lqL]Amu--inn5IM—如一1如二症朮％事卷二堆eV]3M'-ESA 1-3 一，二苗空章掛*盧曲赳取然曲旳必廉垃圾与其它燃料相比，含有大量水分，为使垃圾实现充分燃烧，必须采用高温空气除去垃 圾中的水分，空气温度越高，垃圾干燥越快，燃烧就越好，还 能促使灰渣中的未燃成分减少一次风预热空气温度一般按以 下条件确定：♦ 垃圾低位热值在1000kcal/kg,辅助空气温度为200~250°C♦垃圾低位热值在1000~2000kcal/kg，辅助空气温度为 150~200C♦ 垃圾低位热值在2000kcal/kg,辅助空气温度为20~100C 当垃圾热值达不到保证燃烧室的燃烧温度与烟气停留时 间要求时，首先应采取提高一二 空气温度的措施，当仍不满足燃 烧工况时，需在上述措施基础上 投入辅助燃料。

本工程拟采用两级蒸汽-空气预热器来加热一次风，一级加热采用1.4MPa, 300C左右。