沈阳化工大学《固体废弃物处理与处置》课程设计题目：城市垃圾焚烧炉的设计院系：环境与生物工程学院专业：环境工程班级：环境0801班学生姓名：钱俊旺指导教师：冯婧薇2011年9月4日目录一.综述 (1)1.1前言 (1)二.处理方法介绍 (2)2.2城市垃圾处理的三种基本方法 (2)2.3城市垃圾焚烧技术 (2)2.3.1垃圾焚烧处理指标 (2)2.3.2影响垃圾焚烧的主要因素 (3)2.3.3焚烧处理标准及限值 (3)2.3.4焚烧原理和特性 (4)三.设计依据和原则 (4)3.1设计依据 (4)3.2设计原则 (4)四.焚烧炉 (5)4.1焚烧炉的类型概述 (5)4.2常用焚烧炉特点及运行情况对比 (5)4.2.1多级阶梯炉排炉 (5)4.2.2回转炉 (6)4.2.3流化床炉 (7)五.焚烧炉的确定 (8)六.焚烧炉的设计计算 (8)6.1设计参数 (8)6.2设计说明 (8)6.3设计计算 (8)6.3.1一次风布风装置 (9)6.3.2二次风段及风嘴设计 (10)6.3.3沸腾段浓相区 (10)6.3.4过渡段 (11)6.3.5排渣段 (11)6.3.6烟气出口段 (11)6.3.7浓相床区段 (11)6.4本设计的特点 (12)6.5热力计算概述 (12)八.参考文献 (13)一.综述1.1前言随着经济的发展和城市化的进程，城市生活垃圾的产量.有机物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发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。
城市垃圾的处理方法有填埋.堆肥和焚烧等。
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。
采用焚烧方法处理城市垃圾是目前国内外一种比较先进的垃圾处理方法，他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.德国等发达国家广泛采用焚烧法处理城市生活垃圾，部分国家和地区的城市生活垃圾焚烧率已经达到90%以上；国内垃圾焚烧产业正在兴起，除深圳垃圾焚烧厂已经运行，珠海.上海.北京等地正在积极兴建垃圾焚烧厂。
二十世纪以来，固体废弃物的排放急剧增加，造成的大气物探.地下水污染.土壤污染.土地占用.自然景观破坏等问题日益严重.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1990年城市垃圾总产量为6900万吨，北京市每年的城市垃圾产量超过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2亿吨，日本每年的生活垃圾总量约为5120万吨。
目前我国城市生活垃圾年产量约为1.5亿吨，并按8@-10@的年增长速度增长。
历年堆存量累计超过50亿吨，而无害化处理率很低，大量垃圾晕倒城郊裸露堆放。
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，成为当前世界各国十分关注的课题。
1.2项目概况某城市每天产生垃圾量约为150吨，现需设计一焚烧炉来处理这些垃圾，处理量为50吨/天，待焚烧物质组分如下填埋渣份5-10吨，其余堆肥，城市垃圾组成：有机物80%无机物12%废物8%水分≥4%二.处理方法介绍2.2城市垃圾处理的三种基本方法目前世界各国城市垃圾的处理方法主要由堆肥.填埋和焚烧三种。
堆肥法师将垃圾中的可降解的有机成分经无害化处理转变为肥料。
堆肥处理对垃圾要进行分拣.分类.要求垃圾的有机物含量要高。
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和下降，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，处理难度和成本必然增加；第三是填埋侯德垃圾经长期发酵，会长生可燃.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。
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.渗滤液处理和填埋气体疏导利用等关键技术。
焚烧法处理，从目前世界各国使用的情况来看，这是一种比较切实可行的方法。
尤其是采用流化床焚烧技术有很多优点;1.能做到有效而快速的减量化，使垃圾体积减少90%以上，焚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艺与焚烧炉的正确设计，可使排放的污染物控制在规定的标准之内，做到不污染环境；3.可以实现垃圾资源化利用。
垃圾中有机物.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.可以就地焚烧，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成本。
2.3城市垃圾焚烧技术2.3.1垃圾焚烧处理指标在实际燃烧过程中，由于操作条件不能达到理想的效果，致使垃圾燃烧不完全。
不完全燃烧的程度反映焚烧效果的好坏，评价焚烧效果的方法有多种，比较直接的是用肉眼观察垃圾焚烧产生的烟气的“黑度”来判断焚烧效果，烟气越黑，焚烧效果越差。
另外。
也可以用这几项指标来衡量焚烧处理效果：1减量比用于衡量焚烧处理废物减量化效果的指标是减量比。
2热灼减量指在焚烧残渣在（600±25）℃经3h灼热后减少的质量占原焚烧产量的百分数。
3燃烧效率及破坏去除效率在焚烧处理城市垃圾及一般工业废物时，多以燃烧效率（CE）作为评估是否可以达到预期处理要求的指标。
4烟气排放浓度限制指标废物在焚烧过程中会产生一系列新污染物，有可能造成二次污染。
对焚烧设施排放的大气污染物控制项目大致包括四个方面：a.烟尘，常将颗粒物、黑度、总碳量作为控制指标；b.有害气体，包括SO2、HCl、HF、CO和NOx；c.重金属元素单质或其化合物，如Hg、Cd、Pb、Ni、Cr、As等；d.有机污染物，如二恶英，包括多氯代二苯并-对-二恶英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）。
2.3.2影响垃圾焚烧的主要因素焚烧是通过燃烧处理废物的一种热力技术。
燃烧是一种剧烈的氧化反应，常伴有光与热的现象，即辐射热，也常伴有火焰现象，会导致周围温度的升高。
燃烧系统中有三种主要成分：燃料或可然物质、氧化物及惰性物质。
有三种不同的燃烧方式:①蒸发燃烧，垃圾受热融化成液体，继而化成蒸气，与空气扩散混合而燃烧，蜡的燃烧属这一类；②分解燃烧，垃圾受热后首先分解，轻的碳氢化合物挥发，留下固定碳及惰性物，挥发分与空气扩散混合而燃烧，固定碳的表面与空气接触进行表面燃烧，木材和纸的燃烧属于这一类；③表面燃烧，如木炭、焦炭等固体受热后不发生融化、蒸发和分解等过程，而是在固体表面与空气反应进行燃烧。
生活垃圾中含有多种有机成分，其燃烧过程是蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧的综合过程，同时，生活垃圾的含水率高于其他固体燃料。
生活垃圾的焚烧过程一次分为干燥、热分解和燃烧三个过程，在垃圾的实际焚烧过程中，这三个阶段没有明显的界限，只不过在总体上有时间上的先后差异。
并且焚烧要有一定的条件，焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间（一般称为3T）及过剩空气率合称为焚烧四大控制参数。
2.3.3焚烧处理标准及限值我国目前关于废物焚烧处理的标准仅有1个行业标准：适用于焚烧量在20kg/h以上.500kg/h一下的《小型焚烧炉》（HJ/T-18-1996），有关危险废物和城市垃圾焚烧处理环境保护的标准正在制定过程中。
我国现在有焚烧技术标准标准烟气排放限值列于下表。
标准SO2NO2CO HCL烟尘HJ/T18-1996/(mg/m3) CJ3036-1995/(mg/m3)《30011.0《5006.0《1000120.0《5000.42002.3.4焚烧原理和特性1．焚烧原理焚烧是通过燃烧处理废物的一种热力技术。
燃烧是一种剧烈的氧化反应。
常伴有光和热的现象即辐射热，也常伴有火焰现象，会导致周围温度的升高，燃烧系统中有三种主要成分：燃料或可燃物质.氧化物及惰性物质。
燃料是含有碳碳，碳氢及氢氢等高能量化学键的有机物质，这些化学键经氧化后，会放出热量。
氧化物是燃烧反应中不可缺少的物质，最普通的氧化物为含有21%氧气的空气，空气量的多少及燃料的混合程度直接影响燃烧的有效率。
惰性物质虽然不直接参与燃烧过程中的主要氧化反应，但是他们的存在也会影响系统的温度及污染物的产生。
在任何燃烧或焚烧系统中，这三种主要成分相互影响，必须小心控制其成分及速率，才能达到燃烧或焚烧的最终目的。
2.焚烧的特性一座理想的燃烧炉应具有燃烧速度快，同时产生大量的能量，并且所产生的污染气体与粉尘最少的特点。
三.设计依据和原则3.1设计依据（1）国家规定的垃圾处理标准；（2）有关法律、法规及设计规范。
3.2设计原则本工程设计方案报告的编制遵循以下原则：（1）认真执行国家有关法规、标准及规定，根实际情况，采用切实可行的治理方案，符合处理效果好、建设投资少、运行费用低、管理操作简便的要求。
（2）垃圾进行综合治理，化害为利，解决城市生活垃圾造成的染，力求充分发挥建设项目的环境效益、社会效益和经济效益。
（3）根据垃圾的特点，做到投资省、运行费用低，技术可靠、运行稳定、处理效果好。
四.焚烧炉4.1焚烧炉的类型概述市生活垃圾焚烧技术的比较各国已投入运行的垃圾焚烧炉燃烧方式有：1．多级阶梯式链条炉排，倾斜往复式炉排和反送式的马丁炉排等炉排炉；2．流化床焚烧炉；3．旋转式燃烧--回转炉；4.2常用焚烧炉特点及运行情况对比以下就上述三种焚烧处理技术做简单介绍，并进行比较分析。
4.2.1多级阶梯炉排炉多级阶梯炉排是由往复移动部件组成，垃圾经由给料装置推送至倾斜之炉排上，在炉内高温加热，使得部份垃圾得以干燥，另经炉排的运动除将垃圾往前推送外，并将垃圾层松化及均能经历干燥、燃料及后燃等各阶段，以达完全燃烧。
目前应用中的多级阶梯式有很多种，炉排设计大多属于设计厂商的专利，如我国深圳引进的新炉排即是德国专利。
不过转动式炉排炉排汽化容易堵塞，维修工作量大，大件物品夹住的可能性较大，移动式炉排占地面积大，风道系统复杂，对高水份、低值的垃圾焚烧还不完全，着火较为困难，使用较少。
扇形反转式炉排由于燃烧不易控制，炉温较高，还处在不断完善阶段。
马丁炉排由于国内还未能自行制造，必须进口国外设备，造价昂贵。