垃圾焚烧炉的种类及原理
•
① 采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式; ② 保持除尘器入口一定的废气温度。 ① 活性炭或焦炭粉吸附(对干式); ② 在洗气塔低温段加入专门的去除剂(对湿式); ③ 采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式。
(4)进行处理
• 应用
常用于城市垃圾、污泥、危险废物等,或用于对物料进行预 处理。
水雾
烟 气
图8—16 直接喷水冷却工作示意图
汽包
水包
图8—17 双筒式废热回收锅炉
图8—18 离心除尘原理
图8—19 多管离心除尘器
图8—20 脉冲清洗式布袋除尘器
图8—21 逆流清洗式布袋除尘器
+ + + + + +
-
+ + + + + +
图8—8 水平组装式固定炉床焚烧炉
三、固定炉床焚烧炉
——水平组装式
• 特点 (1)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; (3)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; (5)物料由输送杆推移,对物料的搅拌不足,废物燃烧 不完全,残灰中含碳量较高。 • 应用 比较适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的小型焚烧处理, 单炉处理容量在200t/d以下。
废热回收 系统 焚烧系统
废气处理系统
灰渣收集及 处理系统 废水处理系统
图8—3 城市垃圾焚烧厂处理工流程图
1-倾卸平台 2-垃圾贮坑 3-抓斗 4-操作室 5-进料口 6-炉排干燥段 7-炉排燃烧段 8-炉排后燃烧段 9-焚烧炉 10-灰渣 11-出灰输送带 12-灰渣贮坑 13-出灰抓斗 14-废气冷却室 15-热交换器 16-空气预热器 17-酸性气体去除设备 18-滤袋集尘器 19-引风机 20-烟囱 21-飞灰输送带 22-抽风机 23-废水处理设备
• ① 保持炉内高温 800℃ 以上(最好是 900℃ ),可将二 噁 英完全分解 (在705℃下相当稳定); • ② 保证足够的烟气高温停留时间( 1~ 2s以上),使二噁英充分分解; • ③ 优化炉形和二次空气的喷入方法,充分混合搅拌烟气,使二噁英完 全燃烧分解。
(3)避免炉外低温再合成
( PCDDS/PCDFS炉外再合成现象,多发生在锅炉内(尤其在节热器的部位)或在除尘器设 备前)
• 应用
城市生活垃圾、工业固废和危险废物。
燃烧区
床表区
流化区
删格区
图8—14 沸腾式流化床焚烧炉
二 燃 室 一 燃 室
图8—15 循环流化床焚烧炉
五、流化床焚烧炉
• 特点
• • • • •
(1)物料与空气、热载体间充分混合接触,传热传质效率 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; (3) 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; (5)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50~200t/d)。
排气
图8—27 Flank半干法组合洗气系统
图8—26 半干法洗气塔
表8—5 酸性气体控制技术比较
种类
去除效率
药剂消
耗电 量 80% 100% 150%
耗水量 反应物量 废水量
建造费用 操作维护 费用
单独 配合袋滤式除尘器 耗量 干 式 半干式 湿 式 50% 90% 90% 95% 98% — 120% 100% 100%
图8—22 静电除尘器工作原理图 图8—23 静电除尘器的外形图
湿式洗气法
• 原理(以NaOH碱性药剂时): NaOH + HCl → NaCl + H2O NaOH + SO2 → Na2SO3+ H2O • 特点 • (1)对酸性气体的去除效率很高,HCl去除率可达98%,SOx 去除率也可达90%以上,并附带有去除高挥发性重金属(如汞) 的潜力; • (2) 造价高,耗电、耗水量大; • ( 3 )产生含重金属和高浓度氯盐的废水,若处理不好,会产 生二次污染; • (4) 尾气排放时产生白烟现象等。
二噁英——含有2个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。 ( Dioxin ,简称 DXN ) (即 Polychloro dibenzo-p-dioxins, 略 写为PCDDs) 呋 喃——含有1个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。 (即Polychloro dibenzo-furan, 略写为PCDFs)
• 用途
危害性大的工业废物和危险废物。
烟气 二次燃烧
固体废物
图8—12 普通型旋转窑焚烧炉
(一次燃烧)
(二次燃烧)
图8—13 后旋转窑焚烧炉
四、活动炉床焚烧炉 ——旋转窑式
• 特点
• • • • • • •
( 1 )对物料的适应性强,能焚烧气态、液态和固态等多种形态与性质 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; (3) 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; (5)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; ( 7)烟气中悬浮微粒含量较高,废气净化难度较大,且焚烧过程中会形 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。
半干式洗气法
• 原理 CaO+H2O→Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2→CaSO3+ H2O Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+ 2H2O 或 SO2+ CaO+1/2 H2O→CaSO3· 1/2 H2O • 特点 • (1)构造简单、投资少; • (2)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; • (4)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; • (6) 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。
1-冷却空气 2-中心轴内筒 3-中心轴外筒 4- 搅拌臂内筒 5- 搅拌臂外筒 6- 隔板 7- 搅拌 齿
图8—9 立式多层固定炉床焚烧炉
三、固定炉床焚烧炉
——立式多层炉
• 特点 (1)废物在炉内停留时间长,适合处理含水率高、热值低的污 泥; • (2)可使用多种燃料,燃烧效率高; ( 3 )可通过辅助燃烧器来提高炉内温度,运转灵魂、对 物料的适应性强; • (4)燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高; • (5) 排气温度较低,易产生恶臭。 • 应用 在污泥焚烧方面得到了较为广泛的应用,但不适用于含可 熔性灰份的废物,以及需要极高温度才能破坏的废物的焚烧 处理。
— 会降低 会降低
会增加 会增加 会降低
焚烧系统(包括八个子系统 )
(1)贮存及进料系统 • (2)焚烧系统(焚烧炉) • (3)废热回收系统; • (4)发电系统 • (5)饲水处理系统 • (6)废气处理系统 • (7)废水处理系统 (8)灰渣收集及处理系统
饲水处理系统 发电系统
贮 存 及 进 料 系 统
垃圾焚烧炉的种类及工作原理
可燃区的界限值:
Wy≤50% ( 水分) Ay≤60% (灰分) Ry≥25%(可燃分)
图8—1 垃圾焚烧组分三元图
表8—1 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 —
图8—5 同轴多室固定炉排焚烧炉
一、固定炉排焚烧炉
特点 (1) 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(10~ 375kg/h); (3) 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。 应用 少量废物的焚烧处理。
燃 烧 气
空气
炉渣
图8—6 链条式机械炉排焚烧炉
热解气体
图8—11高温气化固定炉床焚烧炉
三、固定炉床焚烧炉
——高温气化式 • 特点
• • • • (1)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; (3) 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; (5) 焚烧温度高,对设备和运行管理要求高。
图8—28 垃圾焚烧产生二噁英的示意图
二噁英的控制
控制原则 首先,要尽量控制其产生;其次,对产生的二 口恶英 要采取适当的方法进行处理。 控制方法
(1)控制来源
通过废物分类收集,加强资源回收,避免含 PCDDS/PCDFS 物质及含氯 成分高的物质(如PVC塑料等)进入垃圾中。
二噁英的控制
(2)减少炉内形成( “3T”法)
100% 100% 150%
120% 100% —
— — 100%
90% 100% 150%
80% 100% 150%
1.去除效率以 HCl去除率为准。 注:
2.药剂种类:干式为 Ca(OH)2 95% Ca(OH)2 15% NaOH 45% 粉( 纯度)、半干式为 乳液( )、湿式为 溶液( ) 。
• 特点 • (1)设备简单,维修容易,造价便宜,消石灰输送管线不易堵 塞; • (2)但由于固相与气相的接触时间有限,且传质效果不佳,故 常须超量加药,药剂的消耗量大; • (3)去除效率较其他两种方法为低,产生的反应物和未反应物 量较多,从而增加了后续灰渣处置的难度。
排 气
图8—25 Flank干法组合洗气系统
二 次 燃 烧 室
一 次 燃 烧 室