垃圾焚烧炉的种类及原理.ppt

垃圾焚烧炉的种类及工作原理垃圾焚烧炉的种类及工作原理图8—1 8—1 垃圾焚垃圾焚烧组分三元分三元图可燃区的界限值：可燃区的界限值：                                    Wy≤50% （ 水分）                   Ay≤60% （灰分）                    Ry≥25%（可燃分）  表表8—1  焚烧各要素的互动关系焚烧各要素的互动关系参 数 变 化搅拌混合程度气体停留时间燃烧室温度燃烧室负荷燃烧温度上升过剩空气率增加停留时间增加可减少会增加可减少可减少会减少——会降低会降低会增加会增加会降低焚烧系统焚烧系统（包括八个子系统（包括八个子系统 ））  （（1）贮存及进料系统）贮存及进料系统•（（2）焚烧系统（焚烧炉））焚烧系统（焚烧炉）•（（3）废热回收系统；）废热回收系统；•（（4 4））发电系统发电系统 •（（5）饲水处理系统）饲水处理系统•（（6）废气处理系统）废气处理系统•（（7 7））废水处理系统废水处理系统     （（8）灰渣收集及处理系统）灰渣收集及处理系统 图图8—3 8—3 城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图1-1-倾卸平台倾卸平台 2-2-垃圾贮坑垃圾贮坑 3-3-抓斗抓斗 4-4-操作室操作室 5-5-进料口进料口 6-6-炉排干燥段炉排干燥段 7-7-炉排燃烧段炉排燃烧段 8-8-炉排后燃烧段炉排后燃烧段9-9-焚烧炉焚烧炉 10-10-灰渣灰渣 11-11-出灰输送带出灰输送带 12-12-灰渣贮坑灰渣贮坑 13-13-出灰抓斗出灰抓斗 14-14-废气冷却室废气冷却室 15-15-热交换器热交换器16-16-空气预热器空气预热器 17-17-酸性气体去除设备酸性气体去除设备 18-18-滤袋集尘器滤袋集尘器 19-19-引风机引风机 20-20-烟囱烟囱 21-21-飞灰输送带飞灰输送带22-22-抽风机抽风机 23-23-废水处理设备废水处理设备贮贮存存及及进进料料系系统统 焚烧系统焚烧系统 废热回收废热回收系统系统 发电系统发电系统 饲水处理系统饲水处理系统 废气处理系统废气处理系统 废水处理系统废水处理系统 灰渣收集及灰渣收集及处理系统处理系统 图图8—4  曲径多室固定炉排焚烧炉曲径多室固定炉排焚烧炉  1-二次燃烧室 2-混合室 3、5-火焰道 4-一次燃烧室 6、10-清扫口 7-中间口 8-炉条9-灰槽 11-一般垃圾供料口 12-炉床 13-医疗垃圾供料口 14-医疗垃圾助燃器口一一次次燃燃烧烧室室二二次次燃燃烧烧室室医疗垃圾医疗垃圾助燃室助燃室图图8—5 同轴多室固定炉排焚烧炉同轴多室固定炉排焚烧炉一次燃烧室一次燃烧室二二次次燃燃烧烧室室一、固定炉排焚烧炉一、固定炉排焚烧炉 特特 点点 （（1））  结构简单、使用方便；结构简单、使用方便；（（2）） 间歇式或半连续式操作，处理量小、处理效率低（间歇式或半连续式操作，处理量小、处理效率低（10～～375kg/h）；）；（（3）） 燃烧不完全；燃烧不完全；（（4）） 多采用人工加料，劳动强度大，工作环境条件较差。

多采用人工加料，劳动强度大，工作环境条件较差应应 用用 少量废物的焚烧处理少量废物的焚烧处理 图图8—6 8—6 链条式机械炉排焚烧炉链条式机械炉排焚烧炉燃燃烧烧气气炉渣炉渣空气空气 图图8—7 阶梯往复式机械炉排焚烧炉阶梯往复式机械炉排焚烧炉燃燃烧烧气气炉渣炉渣二、活动炉排（机械炉排）焚烧炉二、活动炉排（机械炉排）焚烧炉•特特 点点 •（（1）可实现操作的连续化、自动化；）可实现操作的连续化、自动化；•（（2）处理能力大、工作条件好；）处理能力大、工作条件好；•（（3））链链条条式式结结构构相相对对简简单单，，对对物物料料没没有有搅搅动动作作用用，，容容易易出出现现局部燃烧不完全、燃不尽等现象；局部燃烧不完全、燃不尽等现象；•（（4））往往复复式式可可对对料料层层翻翻动动、、扒扒松松，，空空气气与与物物料料接接触触充充分分，，燃燃烧完全，性能比链条炉排的要好；烧完全，性能比链条炉排的要好；•应应 用用  工业化、大规模焚烧处理工业化、大规模焚烧处理 图图8—8  水平组装式固定炉床焚烧炉水平组装式固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉——水平组装式水平组装式•特特 点点 （（1）建造快速简便、制造成本较低；）建造快速简便、制造成本较低；       （（2）对物料的适应性强，不需物料前处理；）对物料的适应性强，不需物料前处理；       （（3）可自动连续进料及排灰；）可自动连续进料及排灰；       （（4）但主燃烧室内氧气供给不充分，燃烧温度不高；）但主燃烧室内氧气供给不充分，燃烧温度不高；       （（5））物物料料由由输输送送杆杆推推移移，，对对物物料料的的搅搅拌拌不不足足，，废废物物燃燃烧烧不完全，残灰中含碳量较高。

不完全，残灰中含碳量较高•应用应用 比比较较适适用用于于废废纸纸、、城城市市垃垃圾圾和和医医疗疗垃垃圾圾的的小小型型焚焚烧烧处处理理，，单炉处理容量在单炉处理容量在200t/d200t/d以下图图8—9 立式多层固定炉床焚烧炉立式多层固定炉床焚烧炉 1- -冷却空气冷却空气  2- -中心轴内筒中心轴内筒  3- -中心轴外筒中心轴外筒  4- -搅搅拌拌臂臂内内筒筒  5- -搅搅拌拌臂臂外外筒筒  6- -隔隔板板 7-7-搅搅拌拌齿齿三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉——立式多层炉立式多层炉•特特 点点（（1））废废物物在在炉炉内内停停留留时时间间长长，，适适合合处处理理含含水水率率高高、、热热值值低低的的污污泥；泥；•（（2）可使用多种燃料，燃烧效率高；）可使用多种燃料，燃烧效率高；         （（3））可可通通过过辅辅助助燃燃烧烧器器来来提提高高炉炉内内温温度度，，运运转转灵灵魂魂、、对对物物料的适应性强；料的适应性强；•（（4）燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高；）燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高；•（（5）） 排气温度较低，易产生恶臭。

排气温度较低，易产生恶臭•应应 用用          在在污污泥泥焚焚烧烧方方面面得得到到了了较较为为广广泛泛的的应应用用，，但但不不适适用用于于含含可可熔熔性性灰灰份份的的废废物物，，以以及及需需要要极极高高温温度度才才能能破破坏坏的的废废物物的的焚焚烧烧处处理图图8—10 螺旋式固定炉床焚烧炉螺旋式固定炉床焚烧炉 烟气空气进料三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉——螺旋式螺旋式•特特 点：点：•（1）对物料的适应性强、能焚烧各种复杂的固体废物；对物料的适应性强、能焚烧各种复杂的固体废物；•（（2 2）处理能力大、运行可靠；）处理能力大、运行可靠；•（（3 3）燃烧室的温度低、设备使用寿命长；）燃烧室的温度低、设备使用寿命长；•（（4 4）可全部实行自动控制、工业化程度高可全部实行自动控制、工业化程度高•应应 用用         城市生活垃圾和危险废物城市生活垃圾和危险废物图图8—11高温气化固定炉床焚烧炉高温气化固定炉床焚烧炉 热解气体热解气体三、固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉——高温气化式高温气化式•特特 点点     （（1）焚烧温度高，物料燃烧完全，对有害物质的破坏彻底；）焚烧温度高，物料燃烧完全，对有害物质的破坏彻底；•（（2）炉渣实现了熔融固化，避免了焚烧炉渣对环境的危害；）炉渣实现了熔融固化，避免了焚烧炉渣对环境的危害；•（（3）） 对不同物料的适应性较强；对不同物料的适应性较强；•（（4）） 比较适合有害废物和危险废物的焚烧处理；比较适合有害废物和危险废物的焚烧处理；•（（5）） 焚烧温度高，对设备和运行管理要求高。

焚烧温度高，对设备和运行管理要求高•用用 途途        危害性大的工业废物和危险废物危害性大的工业废物和危险废物图图8—12 普通型旋转窑焚烧炉普通型旋转窑焚烧炉固体废物固体废物烟 气二次燃烧图图8—13 后旋转窑焚烧炉后旋转窑焚烧炉（一次燃烧）（一次燃烧）（二次燃烧）（二次燃烧）四、活动炉床焚烧炉四、活动炉床焚烧炉——旋转窑式旋转窑式•特特 点点     （（1））对对物物料料的的适适应应性性强强，，能能焚焚烧烧气气态态、、液液态态和和固固态态等等多多种种形形态态与与性性质质   的废物，不同废物可单独焚烧，也可混合焚烧；的废物，不同废物可单独焚烧，也可混合焚烧；•（（2）易于调节控制、空气配送方便、物料搅动良好，燃烧效率高；）易于调节控制、空气配送方便、物料搅动良好，燃烧效率高；•（（3）） 二燃室温度可调，能确保摧毁残余的毒性物质；二燃室温度可调，能确保摧毁残余的毒性物质；•（（4）） 旋转窑内无运动部件、运行稳定可靠；旋转窑内无运动部件、运行稳定可靠；•（（5）可全部实行自动控制、工业化程度高、处理能力大；）可全部实行自动控制、工业化程度高、处理能力大；•（（6）） 建造费用较高、系统热效率较低；建造费用较高、系统热效率较低；•（（7））烟烟气气中中悬悬浮浮微微粒粒含含量量较较高高，，废废气气净净化化难难度度较较大大，，且且焚焚烧烧过过程程中中会会形形成熔渣，易对旋转窑耐火内衬造成损坏；成熔渣，易对旋转窑耐火内衬造成损坏；•（（8）） 球形固体废物易滚出旋转窑，不易燃烧完全。

球形固体废物易滚出旋转窑，不易燃烧完全•应应 用用             城市生活垃圾、工业固废和危险废物城市生活垃圾、工业固废和危险废物图图8—14  沸腾式流化床焚烧炉沸腾式流化床焚烧炉燃烧区燃烧区流化区流化区床表区床表区删格区删格区图图8—15  循环流化床焚烧炉循环流化床焚烧炉一一燃燃室室二二燃燃室室五、流化床焚烧炉五、流化床焚烧炉 •特特 点点    （（1））物物料料与与空空气气、、热热载载体体间间充充分分混混合合接接触触，，传传热热传传质质效效率率 高高，，燃烧速度快、效率高；燃烧速度快、效率高；•（（2）炉内燃烧温度分布均匀，物料燃烧完全；）炉内燃烧温度分布均匀，物料燃烧完全；•（（3）） 炉体结构简单，炉体体积较小；炉体结构简单，炉体体积较小；•（（4）流动的介质对炉内部的磨损较大；）流动的介质对炉内部的磨损较大；•（（5）要求进料颗粒均匀，对颗粒大小也有一定的要求；）要求进料颗粒均匀，对颗粒大小也有一定的要求；•（（6）） 处理能力不大（常在处理能力不大（常在50～～200t/d）•应应 用用         常常用用于于城城市市垃垃圾圾、、污污泥泥、、危危险险废废物物等等，，或或用用于于对对物物料料进进行行预预处理。

处理图图8—16 直接喷水冷却工作示意图直接喷水冷却工作示意图烟烟气气水雾水雾图图8—17  双筒式废热回收锅炉双筒式废热回收锅炉水包水包汽包汽包图图8—18  离心除尘原理离心除尘原理                         图图8—19  多管离心除尘器多管离心除尘器图图8—20  脉冲清洗式布袋除尘器脉冲清洗式布袋除尘器           图图8—21  逆流清洗式布袋除尘器逆流清洗式布袋除尘器图图8—22 静电除尘器工作原理图静电除尘器工作原理图 图图8—23  静电除尘器的外形图静电除尘器的外形图+ + + + + + + + + + + + -湿式洗气法湿式洗气法 •原理原理（以（以NaOH碱性药剂时）：碱性药剂时）：                              NaOH + HCl → NaCl + H2O  NaOH + SO2 → Na2SO3+ H2O•特点特点•（（1））对对酸酸性性气气体体的的去去除除效效率率很很高高，，HCl去去除除率率可可达达98%，，SOx去去除除率率也也可可达达90%以以上上，，并并附附带带有有去去除除高高挥挥发发性性重重金金属属（（如如汞汞））的潜力；的潜力；•（（2）） 造价高，耗电、耗水量大；造价高，耗电、耗水量大；•（（3））产产生生含含重重金金属属和和高高浓浓度度氯氯盐盐的的废废水水，，若若处处理理不不好好，，会会产产生二次污染；生二次污染；•（（4）） 尾气排放时产生白烟现象等尾气排放时产生白烟现象等。

图图8—24  湿式洗气塔的构造湿式洗气塔的构造进气进气洗涤液洗涤液出气出气干式洗气法干式洗气法•特点特点 •（（1））设设备备简简单单，，维维修修容容易易，，造造价价便便宜宜，，消消石石灰灰输输送送管管线线不不易易堵堵塞；塞；•（（2））但但由由于于固固相相与与气气相相的的接接触触时时间间有有限限，，且且传传质质效效果果不不佳佳，，故故常须超量加药，药剂的消耗量大；常须超量加药，药剂的消耗量大；•（（3））去去除除效效率率较较其其他他两两种种方方法法为为低低，，产产生生的的反反应应物物和和未未反反应应物物量较多，从而增加了后续灰渣处置的难度量较多，从而增加了后续灰渣处置的难度•原原 理理 图图8—25  Flank干法组合洗气系统干法组合洗气系统 排排气气半干式洗气法半干式洗气法•原理原理CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2→CaSO3+ H2OCa(OH)2+2HCl→CaCl2+ 2H2O或       SO2+ CaO+1/2 H2O→CaSO3·1/2 H2O• 特点特点•（1）构造简单、投资少；构造简单、投资少；•（（2）压差小、能耗低、运行费用低；）压差小、能耗低、运行费用低；•（（3）耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；）耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；•（（4）雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；）雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；•（（5）） 操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟；•（（6）） 但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；•（（7）） 设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。

设计和操作时，对加水量控制要求比较严格图图8—27  Flank半干法组合洗气系统半干法组合洗气系统 排气排气             图图8—26 半干法洗气塔半干法洗气塔 表表8—5 酸性气体控制技术比较酸性气体控制技术比较  去除效率 种类 单独 配合袋滤式除尘器 药剂消耗量 耗电量 耗水量 反应物量 废水量 建造费用 操作维护费用 干  式 半干式 湿  式 50%  90%  90%  95%  98%  — 120%  100%  100%  80%  100%  150%  100%  100%  150%  120%  100%  — — — 100%  90%  100%  150%  80%  100%  150%  注：1.去除效率以HCl去除率为准 2.药剂种类：干式为Ca(OH)2粉（95%纯度）、半干式为Ca(OH)2乳液（15%）、湿式为NaOH溶液（45%）   二噁英二噁英————含有含有2 2个氧键连结二个苯环的有机氯化合物个氧键连结二个苯环的有机氯化合物 （（DioxinDioxin，，简简称称DXNDXN）） （（即即Polychloro Polychloro dibenzo-p-dioxins, dibenzo-p-dioxins, 略略写写为为PCDDsPCDDs））呋呋 喃喃————含有含有1 1个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。

个氧键连结二个苯环的有机氯化合物 （即（即Polychloro dibenzo-furan, Polychloro dibenzo-furan, 略写为略写为PCDFsPCDFs）） 二噁英（类）二噁英（类）————PCDDsPCDDs和和PCDFsPCDFs两类物质的统称两类物质的统称                      二噁英（二噁英（PCDDs））                            呋喃（呋喃（PCDFs）） 二噁英的产生二噁英的产生 ①①  垃圾本身含有的微量二噁英；垃圾本身含有的微量二噁英；② ② 含含氯氯前前驱驱体体在在炉炉内内反反应应时时生生成成的的二二噁噁英英（（如如聚聚氯氯乙乙烯烯、、 氯代苯、五氯苯酚等）；氯代苯、五氯苯酚等）；③  ③  在废气冷却过程中，前驱体等有机物转变成二噁英在废气冷却过程中，前驱体等有机物转变成二噁英图图8—28  垃圾焚烧产生二噁英的示意图垃圾焚烧产生二噁英的示意图焚烧过程中焚烧过程中反应生成反应生成冷却过程冷却过程中再合成中再合成原料带入原料带入二噁英的控制二噁英的控制控制原则控制原则              首首先先，，要要尽尽量量控控制制其其产产生生；；其其次次，，对对产产生生的的二二口口恶恶英英要采取适当的方法进行处理。

要采取适当的方法进行处理控制方法控制方法 （（1 1））控制来源控制来源     通通过过废废物物分分类类收收集集，，加加强强资资源源回回收收，，避避免免含含PCDDPCDDS S/PCDF/PCDFS S物物质质及及含含氯氯成成分高的物质（如分高的物质（如PVCPVC塑料等）进入垃圾中塑料等）进入垃圾中二噁英的控制二噁英的控制（（2）减少炉内形成）减少炉内形成（（ “3T”法）• ①① 保保持持炉炉内内高高温温800℃℃以以上上（（最最好好是是900℃℃）），，可可将将二二噁噁英英完完全全分分解解  （在（在705℃℃下相当稳定）；下相当稳定）；• ②② 保证足够的烟气高温停留保证足够的烟气高温停留时间时间（（1～～2s以上），使二噁英充分分解；以上），使二噁英充分分解；• ③ ③ 优优化化炉炉形形和和二二次次空空气气的的喷喷入入方方法法，，充充分分混混合合搅搅拌拌烟烟气气，，使使二二噁噁英英完完全燃烧分解全燃烧分解3）避免炉外低温再合成）避免炉外低温再合成    （（PCDDS/PCDFS炉炉外外再再合合成成现现象象，，多多发发生生在在锅锅炉炉内内（（尤尤其其在在节节热热器器的的部部位位））或或在在除除尘尘器器设设备备前）前） ① ① 采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式；采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式；• ②②  保持除尘器入口一定的废气温度。

保持除尘器入口一定的废气温度4）进行处理）进行处理 ① ① 活性炭或焦炭粉吸附（对干式）；活性炭或焦炭粉吸附（对干式）； ②② 在洗气塔低温段加入专门的去除剂（对湿式）；在洗气塔低温段加入专门的去除剂（对湿式）； ③③  采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式。