城市垃圾焚燒廠基本工藝設(shè)計(jì)參數(shù)與物料平衡設(shè)計(jì)

-.z.城市垃圾燃燒廠根本工藝參數(shù)與物料平衡設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)：環(huán)境工程指導(dǎo)教師：：**：二〇一三年一月二十四日-.z.目錄5844前言IV類50~1501~2注：①Ⅳ類中１條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力不宜小于50d/t；②Ⅲ類中１條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力不宜小于75d/t；③額定日處理能力分類中，Ⅱ、Ⅲ類含上限值，不含下限值。燃燒廠建立工程由燃燒廠主體工程與設(shè)備、配套工程、生產(chǎn)管理與生活效勞設(shè)施構(gòu)成。具體包括以下內(nèi)容：一、燃燒廠主體工程與設(shè)備主要包括：(1)受料及供料系統(tǒng)：包括垃圾計(jì)量、卸料、儲(chǔ)存、給料等設(shè)施；(2)燃燒系統(tǒng)：包括垃圾進(jìn)料、燃燒、燃燒空氣、啟動(dòng)點(diǎn)火及輔助燃燒等設(shè)施；(3)煙氣凈化系統(tǒng)：包括有害氣體去除、煙塵去除及排放等設(shè)施；(4)余熱利用系統(tǒng)：包括余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器、發(fā)電或供熱等設(shè)施；(5)灰渣處理系統(tǒng)：包括爐渣處理系統(tǒng)與飛灰處理系統(tǒng)，爐渣處理系統(tǒng)主要包括出渣、冷卻、碎渣、輸送、儲(chǔ)存和除鐵等設(shè)施；飛灰處理系統(tǒng)主要包括飛灰收集、輸送、儲(chǔ)存等設(shè)施；(6)儀表與自動(dòng)化控制系統(tǒng)。二、配套工程主要包括：總圖運(yùn)輸、供配電、給排水、污水處理、消防、通信、暖通空調(diào)、機(jī)械維修、監(jiān)測(cè)化驗(yàn)、計(jì)量、車(chē)輛沖洗等設(shè)施。三、生產(chǎn)管理與生活效勞設(shè)施主要包括：辦公用房、食堂、浴室、值班宿舍、綠化等設(shè)施。焚。燒爐選擇應(yīng)符合以下要求：〔1〕對(duì)垃圾特性適應(yīng)性強(qiáng)，在確定的垃圾特性范圍內(nèi)，保持額定處理能力；〔2〕燃燒爐內(nèi)煙氣溫度和停留時(shí)間應(yīng)滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；〔3〕爐渣熱灼減率不應(yīng)大于5％。污染控制工程燃燒廠必須設(shè)置煙氣凈化系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)應(yīng)符合以下要求：〔1〕凈化后排放的煙氣應(yīng)到達(dá)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；〔2〕應(yīng)對(duì)煙氣中不同污染物采用相應(yīng)治理措施；在選擇治理方案時(shí)應(yīng)充分考慮垃圾特性和燃燒后各種污染物的物理、化學(xué)性質(zhì)的變化；〔3〕袋式除塵器作為煙氣凈化系統(tǒng)的末端設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先選用，同時(shí)應(yīng)充分注意對(duì)濾袋材質(zhì)的選擇；〔4〕氯化氫、硫氧化物和氟化氫的去除宜用堿性藥劑進(jìn)展中和反響，并宜優(yōu)先采用半干法煙氣凈化工藝；〔5〕應(yīng)采取相應(yīng)措施，嚴(yán)格控制二噁英類和重金屬對(duì)環(huán)境的污染；〔6〕氮氧化物的去除宜采用燃燒方式進(jìn)展控制，在此根底上再考慮是否設(shè)置氮氧化物去除裝置；〔7〕煙氣凈化系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)應(yīng)同步連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。燃燒爐大氣污染物排放應(yīng)到達(dá)表2要求。表2燃燒爐大氣污染物排放限值工程單位數(shù)值含義限值煙塵mg/m3測(cè)定均值80煙氣黑度林格曼黑度．級(jí)測(cè)定值1一氧化碳mg/m3小時(shí)均值150氮氧化物mg/m3小時(shí)均值400二氧化硫mg/m3小時(shí)均值260氯化氫mg/m3小時(shí)均值75汞mg/m3測(cè)定均值0.2鎘mg/m3測(cè)定均值0.1鉛mg/m3測(cè)定均值1.6二噁英類ngTEQ/m3測(cè)定均值1.0注：①本表規(guī)定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)限值，均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下含11%氧氣的干煙氣為參考值換算；②煙氣最高黑度時(shí)間，在任何１h內(nèi)累計(jì)不得超過(guò)5min。燃燒廠灰渣處理系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)爐渣與飛灰的產(chǎn)量、特性、綜合利用方式、當(dāng)?shù)刈匀粭l件、運(yùn)輸條件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。燃燒產(chǎn)生的爐渣與飛灰必須分別進(jìn)展處理與處置。2.2余熱利用燃燒廠余熱利用系統(tǒng)應(yīng)符合以下要求：〔1〕余熱利用方式可根據(jù)垃圾特性、工程規(guī)模及當(dāng)?shù)鼐唧w情況，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定；〔2〕利用燃燒垃圾余熱發(fā)電或供電、供熱、供冷聯(lián)合生產(chǎn)，新建工程的發(fā)電機(jī)組不宜超過(guò)2臺(tái)〔套〕；(3)利用燃燒垃圾余熱生產(chǎn)飽和蒸汽或熱水，除滿足工廠自用外，有條件時(shí)可直接外供或?qū)⒄羝D(zhuǎn)換成熱水外供。2.3煙氣凈化工藝生活垃圾燃燒廠的煙氣凈化系統(tǒng)主要可分為干法、半干法和濕法3種,以下建議可供設(shè)計(jì)時(shí)參考:〔1〕濕法和半干法對(duì)污染物的去除效率高于干法；〔2〕濕法效果可靠,但需設(shè)廢水處理系統(tǒng),工程投資及運(yùn)行費(fèi)用較高；〔3〕半干法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,工程投資較低,但對(duì)管理的要求較高；〔4〕干法操作簡(jiǎn)單,工程投資及運(yùn)行費(fèi)用均較低。本設(shè)計(jì)方案推薦采用半干法工藝。第三章設(shè)計(jì)計(jì)算3.1城市生活垃圾成分分析垃圾組分分析〔濕重%〕廚余紙張果皮塑料動(dòng)物性成分橡膠皮革12.935.813.8311.503.350.00紡纖草木煤炭玻璃金屬陶瓷磚瓦16.5338.744.310.000.302.69工業(yè)分析〔濕重%〕工程水分W揮發(fā)分V灰分A固定碳FC混合垃圾50.5734.249.665.53可燃組分50.6136.687.235.48元素分析〔%〕工程N(yùn)CHSOCl混合垃圾0.7619.487.850.1911.491.04可燃組分0.6821.599.330.1910.370.55熱值分析〔kJ/kg〕工程高位發(fā)熱量低位發(fā)熱值混合垃圾73005647可燃組分88506470其它設(shè)計(jì)參數(shù)〔kJ/kg〕工程垃圾密度熱灼減率空氣過(guò)剩系數(shù)n單位t/m3%\設(shè)計(jì)值0.355.51.4～1.93.2燃燒空氣的計(jì)算理論空氣需要量就生活垃圾的燃燒而言，可以把生活垃圾看成是由C、H、N、S、Cl、O元素和灰分〔礦物質(zhì)〕共同組成的一種固體燃料，生活垃圾的燃燒過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是垃圾中這些元素發(fā)生劇烈的氧化反響的過(guò)程，它首先產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物〔CO2和H2O等〕，其次是污染物如SO2和HCl等。根據(jù)生活垃圾應(yīng)用基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：按化學(xué)反響完全燃燒方程式，其中：碳燃燒時(shí)為氫燃燒時(shí)為硫燃燒時(shí)為氯反響時(shí)為由此可得，1kg垃圾完全燃燒時(shí)所需要的氧氣量〔質(zhì)量〕為所以空氣中氧氣的體積含量為21%，所以1kg生活垃圾完全燃燒所需的理論空氣量為將垃圾元素分析數(shù)據(jù)代入上式中，即可得每kg垃圾所需的理論空氣量L0。實(shí)際空氣需要量為了保證垃圾中可燃成分完全燃燒，實(shí)際供入燃燒爐內(nèi)的空氣量一定要大于理論空氣量。實(shí)際消耗量為：式中n為空氣消耗系數(shù)，當(dāng)n＞1時(shí)，稱為空氣過(guò)剩系數(shù)。在爐排型垃圾燃燒爐的垃圾燃燒過(guò)程中，煙氣含氧量通?？刂圃?%～10%，最大到12%，過(guò)量空氣系數(shù)為1.4～1.9，最大到2.3。針對(duì)低熱值垃圾，對(duì)傳統(tǒng)的燃燒爐，煙氣含氧量一般取8%～11%，對(duì)低氧燃燒的燃燒爐，煙氣含氧量一般取5%～6%，表3給出了煙氣含氧量與過(guò)量空氣系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表3含氧量與空氣過(guò)剩系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系O25678910111213n1.31251.4001.5001.61541.75001.90912.10002.33332.6250設(shè)計(jì)中，則實(shí)際空氣消耗量計(jì)算值為L(zhǎng)n。煙氣含氧量為7%，空氣過(guò)剩系數(shù)n=1.500，則實(shí)際消耗空氣量為：燃燒產(chǎn)物的煙氣量垃圾燃燒產(chǎn)物的生成量及成分是根據(jù)燃燒反響的物質(zhì)平衡進(jìn)展計(jì)算的。垃圾完全燃燒后生成煙氣的主要成分是CO2、SO2、H2O、N2和O2，其中O2是當(dāng)n＞1時(shí)才會(huì)有的。而其他成為所占容積比例很小，量級(jí)在10-2以下，故計(jì)算煙氣量時(shí)忽略不計(jì)。當(dāng)n≠1時(shí)，稱實(shí)際煙氣量〔Vn〕；當(dāng)n＝1時(shí)，稱理論煙氣量〔V0〕。實(shí)際燃燒煙氣量Vn為式中分別是燃燒產(chǎn)物中所包含的CO2、SO2、H2O、N2、O2和HCl的數(shù)量。其中故生活垃圾在n＞1時(shí)，完全燃燒后的實(shí)際煙氣量為按我國(guó)鍋爐計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，干空氣的含濕量g＝10g/kg；將空氣過(guò)剩系數(shù)n代入上式，可得垃圾燃燒產(chǎn)生的煙氣量Vn。絕熱火焰溫度的計(jì)算實(shí)現(xiàn)垃圾持續(xù)、穩(wěn)定燃燒的根本特征參數(shù)是生活垃圾的"垃圾臨界熱值〞，即在無(wú)輔助燃料的條件下，實(shí)現(xiàn)垃圾持續(xù)、穩(wěn)定燃燒的下限垃圾低位熱值〔Qd〕。世界銀行關(guān)于采用燃燒技術(shù)處理垃圾垃圾的投資決策指導(dǎo)意見(jiàn)認(rèn)為，垃圾年平均低位熱值至少應(yīng)到達(dá)7000kJ/kg〔1672kcal/kg〕，且任何季節(jié)不低于6000kJ/kg〔1433kcal/kg〕，否則熱能回收量少，需要高額的外加燃料才能維持運(yùn)行，當(dāng)?shù)臀粺嶂祻?000kJ/kg降低至6000kJ/kg時(shí)，垃圾處理費(fèi)增加30%.垃圾燃燒溫度的特征參數(shù)是"絕熱火焰溫度〞ta，指的是燃燒釋放的全部熱量加熱燃燒產(chǎn)物所能到達(dá)的溫度，對(duì)于一定的生活垃圾，生活垃圾的絕熱火焰溫度隨著空氣過(guò)剩系數(shù)的增加而明顯降低，隨著空氣預(yù)熱溫度的上升而迅速升高。絕熱火焰溫度的計(jì)算有準(zhǔn)確法和近似計(jì)算法兩種。由于生活垃圾的成分和熱值波動(dòng)性比性能穩(wěn)定的煤、油和燃?xì)庖蟮枚啵瑴?zhǔn)確計(jì)算過(guò)于繁瑣，工程上可采用近似加以計(jì)算。以1kg生活垃圾為基準(zhǔn)，根據(jù)熱平衡可用下式計(jì)算絕熱火焰溫度。式中，Qd為生活垃圾低位熱值，kJ/kg；n為空氣過(guò)剩系數(shù)；L0為垃圾理論空氣需要量，m3/kg；Cpk為空氣平均比熱容，1.32kJ/(kg·℃)；Cpy為煙氣平均比熱容，kg/(kg·℃)，近似可取1.23kJ/(kg·℃)；ta為絕熱火焰溫度，℃；tair為空氣預(yù)熱溫度，℃。則ta由下式可計(jì)算得出。所以，根據(jù)生活垃圾低位熱值Qdw，空氣過(guò)剩系數(shù)n和空氣預(yù)熱溫度tair等參數(shù)就可以由上式求出生活垃圾的絕熱火焰溫度ta。日本田賀博士根據(jù)熱平衡原理，提出燃燒溫度模型：式中，Qd為垃圾低位熱值，kJ/kg；W為垃圾含水量，%，用百分?jǐn)?shù)表示；tair為空氣預(yù)熱溫度，℃，設(shè)計(jì)值為200℃；n空氣過(guò)剩系數(shù)。燃燒過(guò)程的物質(zhì)平衡計(jì)算城市生活垃圾燃燒工廠的物料平衡是根據(jù)生活垃圾特性、燃燒爐型、余熱利用方式、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計(jì)條件來(lái)計(jì)算。計(jì)算的根底是理論上的生活垃圾燃燒、煙氣處理和水處理的方式、化學(xué)反響式、過(guò)量空氣系數(shù)、投入的化學(xué)藥品量等。以下列圖為生活垃圾燃燒系統(tǒng)物料的輸入與輸出概念圖。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，輸入燃燒系統(tǒng)的物料質(zhì)量等于輸出的物料質(zhì)量。其計(jì)算公式如下：式中，M1,入表示進(jìn)入生活垃圾燃燒系統(tǒng)的垃圾質(zhì)量，kg/d；M2,入表示燃燒系統(tǒng)實(shí)際空氣供給量，kg/d；M3,入表示燃燒系統(tǒng)的用水量，kg/d；M4,入表示投入燃燒系統(tǒng)所有化學(xué)試劑質(zhì)量，kg/d；M1,出燃燒系統(tǒng)排放的干煙氣質(zhì)量，kg/d；M2,出燃燒系統(tǒng)排放的水蒸氣質(zhì)量，kg/d；M3,出燃燒系統(tǒng)排放的干煙氣質(zhì)量，kg/d；M4,出燃燒系統(tǒng)排放的飛灰質(zhì)量，kg/d；M5,出燃燒系統(tǒng)排放的爐渣質(zhì)量，kg/d。一般情況下，城市生活垃圾燃燒系統(tǒng)的物料輸入量可以簡(jiǎn)化為生活垃圾量G垃圾〔t/h〕、供給空氣量G空〔t/h〕兩個(gè)主要項(xiàng)，而輸出量則以干煙氣量my〔t/h〕、飛灰質(zhì)量afh〔t/h〕、爐渣ah〔t/h〕三個(gè)主要項(xiàng)，以此進(jìn)展簡(jiǎn)化物料平衡計(jì)算參數(shù)。城市生活垃圾燃燒廠生活垃圾。生活垃圾量：實(shí)際空氣量：，為空氣相對(duì)密度〔t/m3〕爐渣質(zhì)量，A為垃圾中灰分的含量〔%〕，LOI為垃圾的熱灼減率〔%〕，本設(shè)計(jì)中按5.5%含量取值。飛灰質(zhì)量，一般飛灰含量為處理垃圾量的0.5~5%，本設(shè)計(jì)中可按2%取值。根據(jù)質(zhì)量平衡可求得生活垃圾燃燒廠的排煙量綜合以上數(shù)據(jù)列出物料平衡表〔表4〕。表4物料平衡表收入項(xiàng)支出項(xiàng)符號(hào)工程數(shù)值百分比符號(hào)工程數(shù)值百分比t/h%t/h%G垃圾垃圾量41.713.96my排煙量293.46698.29G空氣空氣256.8686.04ahz爐渣量4.2631.43afh飛灰量0.8340.28ΣG合計(jì)298.56100ΣG合計(jì)298.56100燃燒過(guò)程的能量平衡一般情況下，城市生活垃圾燃燒系統(tǒng)的熱輸入項(xiàng)可以簡(jiǎn)化為生活垃圾燃燒所產(chǎn)生熱、助燃空氣帶入物理熱的兩個(gè)主要項(xiàng)，而熱輸出項(xiàng)則以煙氣帶走物理熱、產(chǎn)生蒸汽或熱水的有效熱、爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頍岷蜖t體散熱四個(gè)主要項(xiàng)，以此進(jìn)展簡(jiǎn)化熱平衡計(jì)算參數(shù)。供入熱和帶入熱垃圾燃燒熱Q1入生活垃圾發(fā)熱量Q1入〔kJ/h〕為垃圾的處理量G垃圾〔t/h〕乘以其低位熱值Qd〔kJ/kg〕空氣帶入的物理熱Q2入式中，Vk為空氣流量，m3/h；Cpk為空氣平均比熱容，kJ/(kg·℃)；t0為供入空氣的環(huán)境溫度，t0取值為20℃。由于以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)點(diǎn)，空氣帶入的物理熱為支出熱余熱利用有效熱Q1出余熱利用有效熱為高溫?zé)煔馀c冷水換熱產(chǎn)熱或蒸汽的過(guò)程的交換熱，有效熱利用的上下也就是熱水的吸熱量的大小。在燃燒過(guò)程中，垃圾中含能可用于供熱或發(fā)電的實(shí)際能量轉(zhuǎn)化率分別為60%~82%和20%~27%，考慮到垃圾燃燒的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中垃圾能量利用率選用η=40%，則，排煙熱損失Q2出煙氣經(jīng)過(guò)余熱利用后，還帶有局部物理熱隨煙氣排到大氣中，排煙熱損失就是指這一局部熱量，可用下式計(jì)算：式中，my為煙氣流量，t/h，已通過(guò)物料平衡計(jì)算得出；Cpy為煙氣平均比熱容，kg/(kg·℃)，近似可取1.23kJ/(kg·℃)；ty為排煙口溫度，設(shè)定急冷前煙氣平均溫度為430℃；t0為供入空氣的環(huán)境溫度，t0取值為20℃。不完全燃燒熱損失Q3出包括氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失。計(jì)算氣體不完全熱時(shí)，忽略H2、CH4的不完全燃燒熱損失，只計(jì)算煙氣中CO不完全燃燒熱損失。設(shè)計(jì)時(shí)氣體不完全燃燒損失量按供入量的1.0%取值。計(jì)算固體不完全燃燒熱損失量時(shí)按熱供入量的4%取值?；以?、飛灰物理熱損失Q4出垃圾燃燒爐排渣為固態(tài)排渣，具有較高的溫度，灰渣的量因垃圾中的灰分含量而異，具有一定的熱損失，而飛灰的溫度與灰渣的相差不多，比熱容卻不大，量也不多，熱損失也在1%以下，故飛灰的熱損失可以忽略不計(jì)，而將質(zhì)量計(jì)入灰渣總量中。式中，ahz和afh分別表示灰渣和飛灰的量〔t/h〕；Chz表示灰渣的比熱容，取值0.413kJ/(kg·℃)；thz為灰渣排放的平均溫度，取值600℃；t0為供入空氣的環(huán)境溫度，t0取值為20℃。爐體散熱損失Q5出可根據(jù)經(jīng)歷數(shù)據(jù)計(jì)算，在生活垃圾燃燒爐中一般按供入熱量的3%~5%計(jì)，爐體散熱損失取供入熱的5%，則有相對(duì)誤差應(yīng)小于5%，按下式計(jì)算是否符合要求有效利用熱為綜合以上數(shù)據(jù)列出熱平衡表〔表5〕。表5燃燒爐熱平衡表收入項(xiàng)支出項(xiàng)符號(hào)工程數(shù)值百分比符號(hào)工程數(shù)值百分比kJ/h%kJ/h%Q1入垃圾燃燒熱100%Q1出余熱利用有效熱36.3%Q2入空氣帶入熱00Q2出排煙熱損失53.5%Q3出不完全燃燒熱損失5.5%Q4出灰渣物理熱損失0.4%Q5出爐體散熱損失4.3%ΔQ誤差4.5%ΣG合計(jì)100%ΣG合計(jì)100%燃燒爐爐型選擇及計(jì)算4.1概述及原則用于垃圾燃燒處理的常見(jiàn)爐型有機(jī)械式爐排燃燒爐、熱解燃燒爐、旋轉(zhuǎn)窯燃燒爐和流化床燃燒爐等。從燃燒方式看,循環(huán)流化床有很多優(yōu)點(diǎn),但在用于處理我國(guó)低熱值城市生活垃圾時(shí)存在入爐垃圾需要分揀、要求入爐垃圾熱值較高等問(wèn)題,并且為了提高垃圾熱值和穩(wěn)定燃燒,還需要添加一定比例的輔助燃料,因此需審慎采用；旋轉(zhuǎn)窯燃燒爐主要適宜處理危險(xiǎn)廢物,且容量較小,在城市垃圾的處理中應(yīng)用不多；用熱解氣化爐來(lái)處理生活垃圾是一種新型的燃燒技術(shù)。應(yīng)根據(jù)垃圾特性選擇適宜的燃燒爐爐型，Ⅲ類〔含Ⅲ類〕以上燃燒廠宜優(yōu)先選用爐排型燃燒爐，審慎采用其他形式的燃燒爐。嚴(yán)禁選用不能到達(dá)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的燃燒爐。燃燒爐選擇應(yīng)符合以下要求：〔1〕對(duì)垃圾特性適應(yīng)性強(qiáng)，在確定的垃圾特性范圍內(nèi)，保持額定處理能力；〔2〕燃燒爐內(nèi)煙氣溫度和停留時(shí)間應(yīng)滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；〔3〕爐渣熱灼減率不應(yīng)大于5%。4.2機(jī)械爐排燃燒爐機(jī)械爐排燃燒技術(shù)起源于歐洲和美國(guó)，在垃圾燃燒領(lǐng)域得到廣泛利用，已成為垃圾燃燒的主要爐型。機(jī)械爐排燃燒爐按爐排運(yùn)動(dòng)的方式主要分為：脈沖拋動(dòng)式爐排爐、往復(fù)逆推式爐排爐和滾筒式爐排爐。〔一〕脈沖拋動(dòng)式爐排爐道斯脈沖拋動(dòng)式爐排爐是該爐型的典型代表。垃圾在爐內(nèi)主要經(jīng)歷四個(gè)階段：枯燥熱解、燃燒、燃盡和排渣。垃圾由給料裝置送入枯燥架，在枯燥架上垃圾受爐內(nèi)輻射熱量的作用，水分迅速蒸發(fā)，完成枯燥過(guò)程。垃圾溫度迅速上升至300℃～400℃，此處送風(fēng)量較少，其中的輕質(zhì)成分熱解，以熱解氣的形式揮發(fā)析出，熱解氣隨煙氣進(jìn)入再燃室。經(jīng)枯燥和局部熱解的垃圾被送至第一級(jí)爐排，爐內(nèi)輻射熱量增大，垃圾溫度繼續(xù)上升并開(kāi)場(chǎng)著火。由于空氣的攪動(dòng)和爐排的拋擲作用，垃圾被拋向下一級(jí)爐排。在拋擲的過(guò)程中，垃圾得到翻轉(zhuǎn)、疏松，其中低熔點(diǎn)的物質(zhì)形成的結(jié)渣在拋動(dòng)中被破壞，防止?fàn)t排外表形成大面積結(jié)焦。在不斷的拋擲過(guò)程中，垃圾得到充分燃燒。在末級(jí)爐排的拋動(dòng)作用下，垃圾燃燒后形成的灰渣被送入渣坑，由除渣設(shè)備處理?！捕惩鶑?fù)逆推式爐排爐往復(fù)逆推式爐排爐的爐排一般采用往復(fù)逆推加順推的方式，其爐排呈傾斜布置，垃圾入爐后在自身重力及爐排的推動(dòng)力作用下，沿爐排運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)，并不斷被翻轉(zhuǎn)、疏松。爐排與水平面的夾角依設(shè)計(jì)要求有所不同，爐排的長(zhǎng)度及爐排的級(jí)數(shù)由垃圾質(zhì)量及燃盡率要求決定。根據(jù)爐排的寬度，將爐排分為假設(shè)干列，列之間設(shè)置固定的分隔帶，每列固定爐排與運(yùn)動(dòng)爐排相間布置。爐排的頭部設(shè)有各種型式的凸臺(tái)，爐排運(yùn)動(dòng)時(shí)使其上的垃圾得到均勻的翻轉(zhuǎn)與攪動(dòng)，對(duì)于燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)渣有一定的破碎作用。往復(fù)逆推式爐排爐在燃燒室設(shè)置大量的衛(wèi)燃帶，控制爐膛溫度在860℃以上，保證二噁英、呋喃等有毒物質(zhì)的充分分解。尾部煙氣凈化裝置與拋動(dòng)式爐排爐的布置根本一樣。〔三〕滾筒式爐排爐滾筒式爐排是在一個(gè)中空的圓柱體外表安裝著爐排片，每個(gè)爐排片呈弧形，假設(shè)干個(gè)爐排片覆蓋了一圈，片數(shù)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方式而不同。爐排片之間存在間隙，一次風(fēng)通過(guò)間隙吹出，在滾筒整個(gè)寬度上均勻噴出。滾筒的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)需要和垃圾處理量是可以變化的，一般為6個(gè)～7個(gè)。滾筒之間設(shè)有擋板，防止垃圾和灰渣落下。整個(gè)爐排呈傾斜布置，垃圾隨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)而被翻動(dòng)、疏松，得到充分的燃燒。滾筒本身得到一次風(fēng)的冷卻，工作溫度僅為200℃～300℃，材質(zhì)及加工要求等較拋動(dòng)式和逆推式爐排低，可以有效的降低設(shè)備投資。4.3燃燒爐選擇生活垃圾燃燒爐爐型選擇涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面，以下意見(jiàn)可供設(shè)計(jì)時(shí)參考：〔1〕臥式燃燒爐優(yōu)于立式燃燒爐；〔2〕爐排型燃燒爐優(yōu)于回轉(zhuǎn)窯和流化床燃燒爐；〔3〕往復(fù)式爐排優(yōu)于鏈條式爐排；〔4〕明火燃燒方式優(yōu)于燜火燃燒方式；〔5〕合金鋼爐排優(yōu)于球墨鑄鐵爐排，另外,生產(chǎn)廠家的綜合實(shí)力、產(chǎn)品業(yè)績(jī)、企業(yè)信譽(yù)、技術(shù)力量、設(shè)備價(jià)格、效勞質(zhì)量等也是選擇燃燒爐爐型時(shí)應(yīng)考慮的重要因素?！た紤]到目前我國(guó)生活垃圾的實(shí)際情況以及現(xiàn)有的環(huán)保要求，本設(shè)計(jì)采用往復(fù)式爐排燃燒爐。燃燒爐是一臺(tái)水平逆向上加燃料爐排爐，有三條軌道。爐排是可更換的，爐排分固定爐排和移動(dòng)爐排兩種。爐排的固定是用夾緊構(gòu)造，由于溫度的變化而導(dǎo)致的熱膨脹由每個(gè)軌道的側(cè)面吸收。在軌道縱向的移動(dòng)爐排上下排列，相互之間可移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與固定爐排相反。每條軌道分四個(gè)區(qū)，枯燥區(qū)〔低溫枯燥點(diǎn)火〕，燃燒區(qū)(兩區(qū))和燃燼區(qū)，通過(guò)有中央單元的氣缸傳動(dòng)。每個(gè)軌道下的四個(gè)區(qū)形成漏斗，收集燃燒漏料。出料輸送機(jī)采用鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。生活垃圾燃燒廠內(nèi)燃燒爐臺(tái)數(shù)的合理范圍為2至4臺(tái)，對(duì)于本設(shè)計(jì)，單臺(tái)爐的最正確規(guī)格為200t/d。燃盡的爐渣通過(guò)渣槽進(jìn)入帶水的除渣器中。每臺(tái)爐子兩臺(tái)除渣器，將冷卻下來(lái)的渣放到密封振動(dòng)式輸送機(jī)上，運(yùn)送機(jī)蓋上有一個(gè)蒸汽吸口，可把渣倉(cāng)中的蒸汽吸走。4.4爐排機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷計(jì)算〔一〕爐排機(jī)械負(fù)荷爐排機(jī)械負(fù)荷是代表單位爐排面積的垃圾燃燒速度的指標(biāo)，即單位爐排面積單位時(shí)間內(nèi)的燃燒垃圾量，kg/(㎡·h)。式中G——爐排機(jī)械負(fù)荷，kg/(㎡·h)；W——垃圾燃燒量，kg/d；t——運(yùn)行時(shí)間，h/d；A——爐排面積，㎡。選擇爐排機(jī)械負(fù)荷的原則如下：高水分低熱值的垃圾采用的機(jī)械負(fù)荷值較低；要求燃燒爐渣的熱灼減率值最低，機(jī)械負(fù)荷值要低；燃燒空氣預(yù)熱溫度越高，機(jī)械負(fù)荷值要低；每臺(tái)爐的規(guī)模越高，機(jī)械負(fù)荷值越高；水平爐排比傾斜爐排的機(jī)械負(fù)荷稍低。燃燒爐的處理能力W=500t/d，運(yùn)行時(shí)間t=24h/d，單臺(tái)燃燒爐的機(jī)械負(fù)荷G=300kg/(㎡·h)。則單臺(tái)燃燒爐爐排面積為〔二〕燃燒室熱負(fù)荷燃燒室熱負(fù)荷是衡量單位時(shí)間內(nèi)單位容積所承受的熱量指標(biāo)。這里的燃燒容積是一次燃燒熱和二次燃燒熱之和。式中m——單位時(shí)間的垃圾燃燒量，kg/d；——垃圾的平均低位熱值，kJ/kg；——空氣的平均定壓比熱容，kJ/〔m3/℃〕——單位質(zhì)量的垃圾獲得的平均燃燒空氣量，m3/kg；——預(yù)熱空氣溫度，℃；——環(huán)境溫度，℃；V——燃燒室容積，m3。熱負(fù)荷值的范圍一般如下：連續(xù)進(jìn)展燃燒；連續(xù)運(yùn)行燃燒爐為。燃燒室熱負(fù)荷的大小即表示燃燒火焰在燃燒室內(nèi)的充滿程度。燃燒室太小，燃燒室內(nèi)火焰過(guò)于充滿，爐溫會(huì)過(guò)高，從而爐壁耐火材料容易損傷，煙氣的爐內(nèi)停留時(shí)間也不夠，容易引起不完全燃燒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成一氧化碳在后續(xù)煙道中再燃燒甚至引起爆炸，爐壁和爐排上也易熔融結(jié)塊；燃燒室過(guò)于大，熱負(fù)荷偏小，爐壁散熱過(guò)大，爐溫偏低，爐內(nèi)火焰缺乏，燃燒不穩(wěn)定，也容易使燃燒灰渣的熱灼減值偏高。設(shè)計(jì)燃燒爐單臺(tái)處理能力：。連續(xù)運(yùn)行燃燒爐燃燒室熱負(fù)荷，則燃燒室的容積為：結(jié)論及建議通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)及翻閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，我們了解到目前我國(guó)城市垃圾的處理方式主要有三種：堆肥、填埋和燃燒。隨著人們生活水平的不斷提高，垃圾中的適宜堆肥的有機(jī)質(zhì)成分逐漸下降，已經(jīng)不滿足堆肥的要求。同時(shí)，堆肥所產(chǎn)生肥料的利用問(wèn)題也難以解決。因此，堆肥方式已極少采用。填埋方式主要分為兩種：自然填埋和衛(wèi)生填埋。自然填埋方式中，垃圾中的細(xì)菌及有害成分將擴(kuò)散至土壤和地下水，對(duì)環(huán)境造成極大的污染；衛(wèi)生填埋，需要對(duì)填埋坑進(jìn)展防滲透、防擴(kuò)散處理，垃圾坑外表需要進(jìn)展綠化處理，投資巨大，且土地循環(huán)利用周期長(zhǎng)，需要大量的土地資源來(lái)建造填埋場(chǎng)。就目前的社會(huì)現(xiàn)狀，進(jìn)展衛(wèi)生填埋難度較大。燃燒處理方式充分表達(dá)了垃圾處理的無(wú)害化、資源化、減量化的原則。燃燒方式具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：①處理垃圾速度快，處理量大，以一個(gè)中型垃圾燃燒發(fā)電廠為例，單爐日處理垃圾量為500t～600t；②垃圾燃燒后減容量大，殘留物僅為原有垃圾體積的10%～20%；③在高溫燃燒過(guò)程中，垃圾中的大量細(xì)菌病原體等被消滅，具有改善城市環(huán)境衛(wèi)生的積極意義；④垃圾中的低品位化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為高品位的熱能，變廢為寶，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益；以此，燃燒方式已經(jīng)成分處理城市垃圾的主要方式。垃圾燃燒方式主要有三類：垃圾直接燃燒、垃圾衍生物燃燒和垃圾熱解氣化燃燒。垃圾直接燃燒就是將垃圾置于適宜的燃燒設(shè)備中，直接燃燒發(fā)電；垃圾衍生物燃燒就是將垃圾充分分揀分類，將其中的無(wú)機(jī)物及不可燃成分揀出，形成具有較高熱值的燃料，然后再進(jìn)展燃燒；熱解氣化燃燒是指先將垃圾置于熱解爐中升溫?zé)峤?，其中的輕質(zhì)成分熱解析出，形成熱解氣。熱解氣與垃圾半焦分別燃燒。不管是上述哪一種燃燒方式，燃燒設(shè)備對(duì)于垃圾的正常燃燒、污染物治理和能量利用都起著重要的作用。垃圾衍生物燃燒方式對(duì)垃圾的分揀和篩選有較為嚴(yán)格的要求，以我國(guó)目前的垃圾分類回收狀況，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)垃圾的分類及分揀難度較大。熱解氣化燃燒工藝雖然在理論上應(yīng)用價(jià)值較高，單其系統(tǒng)復(fù)雜，大型化、工業(yè)化應(yīng)用較為困難。因此直接燃燒具有廣泛的應(yīng)用前景。第六章設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)到了許多在課堂上所學(xué)習(xí)不到的知識(shí)和能力。在剛開(kāi)場(chǎng)面對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)，確實(shí)是有點(diǎn)不知所措，自知自己的能力和知識(shí)儲(chǔ)藏缺乏。我開(kāi)場(chǎng)此課程設(shè)計(jì)的第一部是查閱相關(guān)資料，在知網(wǎng)上下載了大量相關(guān)論文，包括國(guó)內(nèi)垃圾燃燒的設(shè)備和工藝、現(xiàn)狀和開(kāi)展、燃燒廢物的處置與利用。雖然我國(guó)在城市垃圾燃燒這局部開(kāi)展較晚，并且主要工藝和設(shè)備還在學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，但我國(guó)垃圾燃燒技術(shù)開(kāi)展迅猛，在剛起步的直接引進(jìn)歐洲和日本的成熟的機(jī)械爐排技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過(guò)短期的消化吸收，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，并在此根底上創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃燒爐技術(shù)，建成了一大批現(xiàn)代化的垃圾燃燒發(fā)電廠，并且這些大型現(xiàn)代化垃圾燃燒廠配置有較好的煙氣處理系統(tǒng)，排放煙氣中的污染物有些已經(jīng)嚴(yán)于現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)大型生活垃圾燃燒煙氣凈化系統(tǒng)根本上采用"半干法脫硫+活性炭噴射吸附二噁英+布袋除塵器〞的煙氣組合處理工藝，其特點(diǎn)是不僅可以到達(dá)較高的凈化效率，并且具有投資和運(yùn)行費(fèi)用低、流程簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生廢水等特點(diǎn)。垃圾發(fā)電將迎來(lái)黃金時(shí)期。影響垃圾燃燒爐選型的因素有垃圾水分、垃圾的熱值停留時(shí)間、爐內(nèi)氣流的湍流度、爐內(nèi)過(guò)量