天津泰達(dá)環(huán)保垃圾焚燒廠廢氣處理工藝設(shè)計(jì)

天津泰達(dá)環(huán)保垃圾焚燒廠廢氣處理工藝設(shè)計(jì)PROCESSDESIGNOFWASTEGASTREATMENTOFTIANJINTEDAENVIRONMENTALPROTECTIONGARBAGEINCINERATION專業(yè)：環(huán)境工程姓名：XXX指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：學(xué)士論文提交日期：2015年6月10日學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要垃圾焚燒廢氣是一種排放量較大、種類很多、排放較集中的廢氣，垃圾焚燒廢氣中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬及其二惡英。垃圾焚燒廢氣的特點(diǎn)為具有腐蝕性，能見度低，氣味難聞，致癌。這種廢氣如果不及時(shí)治理，會(huì)對人體健康和生存環(huán)境造成很大的危害。本設(shè)計(jì)采用3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝綜合治理廢氣。采用3T+E焚燒工藝，能使CO的排放量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且排放的二惡英以及氮氧化物排放量降低。利用活性炭噴射+布袋除塵器，可以有效的處理廢氣中的二惡英，重金屬及顆粒物。利用干式脫酸+濕式脫酸，高效脫酸。活性炭吸附床吸附未處理干凈的二惡英，氮氧化物以及硫化物等，導(dǎo)致綜合的處理效率更高。本設(shè)計(jì)采用的廢氣處理工藝為：首先采用3T+E焚燒工藝，然后向焚燒爐噴尿素脫硝，接著進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收，再進(jìn)入降溫塔，使溫度降低到150℃左右，防止二惡英的再生成及使下列反應(yīng)更高效，再接著向煙道內(nèi)噴入消石灰粉和活性炭粉末，此時(shí)煙氣到達(dá)了布袋除塵器，除顆粒物、重金屬及消石灰和活性炭粉末，后面就是濕式反應(yīng)塔進(jìn)行二次除酸，最后到達(dá)了活性炭吸附床進(jìn)行最后的尾氣處理。此刻，氣體排放的濃度達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）。處理后，降低對空氣的污染，對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與改善天津當(dāng)?shù)氐目諝猸h(huán)境都是很重要的。關(guān)鍵詞：垃圾焚燒廢氣；脫酸；二惡英；廢氣處理；活性炭吸附ABSTRACTWasteincinerationfluegasisplentiful，various，concentrated．Wasteincinerationfluegascontainsheavymetals，dioxins，particulatematter，acidgasesandotherpollutants．Wastegasischaracterizedbycorrosive，lowvisibility，smelly，carcinogenic．Ifthiswasteisnottimelytreated，itwilldoharmtohumanhealthandthelivingenvironment．Thisdesignuses3T+E+SNCRdenitration+drydeacidification+activatedcarboninjection+bagfilter+wetdeacidification+activatedcarbonadsorptionbedprocesscomprehensivecontrolemissions．Using3T+Eincinerationprocess，itmakesCOemissionstomeetemissionstandardsandtoreduceemissionsofdioxinsandnitrogenoxides．Theuseofactivatedcarboninjection+bagfiltercaneffectivelydealwithemissionsofdioxins，heavymetalsandparticulatematters．Activatedcarbonbedofadsorptioncanremoveuntreateddioxins，sulfide，nitrogenoxides，etc．Sotheoverallprocessismoreefficient．Theexhaustgastreatmentprocessisasfollows．Firstly，3T+Eincinerationprocess，thenspraytheureatothedenitrationincinerator，thenenterthewasteheatboiler，thetemperatureisloweredtoabout150℃，topreventthere-creationofdioxinandpromotesthefollowingreaction,followedbyinjectinglimeintothefluedustandactivatedcharcoalpowder，thenthesmokereachesthebagfilter，inadditiontoparticulatematters，heavymetals,limeandactivatedcarbonpowder，afterthatthetwowetreactortowerromovetheacidonceagain，andfinallytotheactivatedcarbonadsorptionbedforthefinalexhaustgastreatment．Atthistimeexhaustgasconcentrationreaches"garbageburningpollutioncontrolstandards"(GB18485-2014)．Afterprocessing，reducethepollutiontotheair，andthedevelopmentofnationaleconomyandimprovetheairenvironmentoftianjinlocalareveryimportant．Keywords:Wasteincineration；Acid；Dioxins；Fluegastreatment；Activatedcarbonadsorption目錄第一章緒論 1第二章 設(shè)計(jì)說明書 2第一節(jié)工程概述 2第二節(jié)垃圾焚燒廢氣處理概況 5第三節(jié)本設(shè)計(jì)工藝流程確定 8第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算書 5第一節(jié)焚燒爐 15第二節(jié)余熱鍋爐 22第三節(jié)旋風(fēng)除塵器 22第四節(jié)干法噴射 30第五節(jié)袋式除塵器 31第六節(jié)濕式洗滌塔 34第七節(jié)煙囪 37第八節(jié)設(shè)備選型 38第四章 平面布置 40第一節(jié)處理單元構(gòu)筑物的平面布置 40第二節(jié)管道的平面布置 40第三節(jié)廠區(qū)道路和圍墻設(shè)計(jì) 41第四節(jié)輔助建筑物 41第五章 成本估算 42第一節(jié)投資估算 42第二節(jié)廢氣處理成本計(jì)算 43第六章 環(huán)境經(jīng)濟(jì)損益分析 44參考文獻(xiàn) 46致謝 47附錄 48第一章緒論一、垃圾焚燒廢氣簡介大氣是人類生存的保障，它同土地、能源以及水等重要要素一起構(gòu)成了人類生存及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展重要的基本條件。生活垃圾焚燒廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設(shè)備、涂料以及溫度計(jì)等?？偠灾罾贌龔U氣污染，是工業(yè)治理廢氣的中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，我國不斷的城市化，導(dǎo)致城市的生活垃圾量不斷的急速增長，而垃圾焚燒廠大大的解決了這些問題。而目前我國城市一年的生活垃圾清運(yùn)量約為1.55億噸，而且平均每年以約3%的速度增加，且只經(jīng)過簡單處理的生活垃圾，2003年以來，我國的生活垃圾量不斷地連續(xù)增長，再加上沒有清運(yùn)的垃圾，導(dǎo)致中國的城市生活垃圾堆存量還在快速的增加，目前，歷年城鎮(zhèn)的生活垃圾的存量已高達(dá)到了60多億噸，導(dǎo)致大量土地資源被占據(jù)。因?yàn)槔盥駡鲇玫氐南恼诖M，大部分城市轉(zhuǎn)向生活垃圾焚燒發(fā)電，開始修建了“變廢為寶”的生活垃圾焚燒廠。所以，隨著生活垃圾焚燒廠等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，處理生活垃圾焚燒廢氣逐漸的成為了處理工業(yè)廢氣中的一個(gè)必不可少的元素。在2014年7月1日起，我國開始實(shí)施了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）[1]，自從開始實(shí)施，我國的生活垃圾焚燒廠廢氣污染物的排放不再以《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）為標(biāo)準(zhǔn)。二、天津泰達(dá)環(huán)保垃圾焚燒廠簡介天津泰達(dá)環(huán)保有限公司是一家規(guī)模龐大的的垃圾燃燒廠公司，所以解決天津泰達(dá)環(huán)保有限公司的廢氣處理問題也是改善我國整體廢氣處理現(xiàn)狀的體現(xiàn)。在生活垃圾焚燒工藝的焚燒過程中，一定會(huì)有大量的廢氣產(chǎn)生，如何使這些廢氣處理后達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，降低對環(huán)境的污染成為了目前首先要研究解決的問題。垃圾焚燒廠廢氣處理是工業(yè)廢氣排放中的一個(gè)突出的環(huán)境問題，處理垃圾焚燒廢氣，是改善環(huán)境質(zhì)量，適合人類生存的重要途徑，同樣是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要面臨的問題。（一）技術(shù)先進(jìn)為了達(dá)到公司可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，為了提供公司強(qiáng)有力的持續(xù)發(fā)展，自從2004年底，天津泰達(dá)環(huán)保\o"公司"垃圾焚燒廠設(shè)立了研究中心，把從國外引進(jìn)的先進(jìn)科研技術(shù)進(jìn)行消化、吸收及創(chuàng)新，自主開發(fā)研究具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的技術(shù)和裝備，熟練的掌握生活垃圾焚燒及生活垃圾處理核心的技術(shù)，為拓展公司項(xiàng)目形成了強(qiáng)大的支撐，推進(jìn)了公司產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。從2006年，科研中心開始走向獨(dú)立化的運(yùn)作，注冊了天津泰達(dá)環(huán)保有限公司。積極的搭建了自己技術(shù)科研平臺(tái)，組建了天津市工業(yè)節(jié)能減排工程技術(shù)中心，與中科院大連化物所、天津大學(xué)以及中科院熱物理所等單位展開了多方面的合作，申請且被批準(zhǔn)建設(shè)了博士后科研工作站。（二）循環(huán)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢天津泰達(dá)環(huán)保垃圾焚燒廠進(jìn)行的運(yùn)作完全依照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路，把垃圾焚燒進(jìn)行發(fā)電，把焚燒后的廢渣進(jìn)行制磚，把煙氣中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行取暖，最后就剩下了水蒸汽向大氣中排放，形成了一個(gè)完整的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)了解，日前，該焚燒廠燃燒后的剩下的廢渣用來制磚的工藝已經(jīng)通過了國家有關(guān)部門的鑒定，在年內(nèi)即將有專門的生產(chǎn)線，來進(jìn)行批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)后，每天可生產(chǎn)建筑用磚500多噸[2]。

第二章設(shè)計(jì)說明書第一節(jié)工程概述一、設(shè)計(jì)依據(jù)及原則（一）設(shè)計(jì)依據(jù)（1）該廠的進(jìn)出氣濃度資料；（2）《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）；（3）《生活垃圾焚燒爐》（CJ/T118-2000）；（4）《道式余熱鍋爐設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（JB/T7603-1994）；（5）《袋式除塵器性能測試方法》（GB12138-89）；（6）《袋式除塵器用濾料框架技術(shù)條件》（JB/T5917-2006）；（7）《袋式除塵器濾料及濾袋技術(shù)條件》（GB12625-2007）；（8）《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50264-97）；（9）《濕法煙氣脫硫裝置專用設(shè)備吸收塔漿液噴嘴》（JB/T10964-2010）；（10）《活性碳吸附罐技術(shù)條件》（JB/T10193-2010）；（11）《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013）；（12）《除塵器性能測試方法》（ZBJ88002.2-88）；（13）其它有關(guān)的廢氣處理設(shè)計(jì)規(guī)范與國家及地方標(biāo)準(zhǔn)等；（14）有關(guān)的土建及工程施工、安裝定額等。（二）設(shè)計(jì)原則（1）嚴(yán)格達(dá)到國家對氣體排放標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定，廢氣處理后必須使各項(xiàng)排氣濃度指標(biāo)達(dá)到城市廢氣排放要求。（2）本設(shè)計(jì)的前提是不影響處理效果，能充分的利用本有的構(gòu)筑物及設(shè)施，節(jié)省工程所用的費(fèi)用，降低占地面積及運(yùn)行費(fèi)用。考慮到本工程的具體要求及特點(diǎn)，選用最成熟、可靠的處理設(shè)備及工藝，盡可能的選用新材料、先進(jìn)性兼管、新技術(shù)以及實(shí)用性強(qiáng)，并以實(shí)用可靠性為主。（3）本設(shè)計(jì)的處理工藝流程要求耐腐蝕，有可靠的運(yùn)行穩(wěn)定性。（4）降低環(huán)境污染，不影響周圍居民的正常生活。（5）本處理系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)該有較大的大的靈活性與調(diào)節(jié)余地，來適應(yīng)進(jìn)氣流量的變化。二、設(shè)計(jì)氣體質(zhì)量及其排放的標(biāo)準(zhǔn)（一）設(shè)計(jì)流量4000m3/h（二）進(jìn)氣質(zhì)量垃圾焚燒廠的進(jìn)氣濃度表2-1進(jìn)氣質(zhì)量顆粒物（mg/m3）氮氧化物（mg/m3）二氧化硫（mg/m3）氯化氫（mg/m3）一氧化碳(mg/m3)汞及其化合物（mg/m3）處理前45003006001000500.4二惡英類(ngTEQ/m3)鉈、鎘以及其的化合物(mg/m3)銅、鉛、銻、錳、鉻、鈷、鎳及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前3.0510（三）出氣濃度處理程度執(zhí)依照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014），具體排放如表2-2所示。表2-2出氣濃度顆粒物（mg/m3）氮氧化物（mg/m3）二氧化硫（mg/m3）氯化氫（mg/m3）一氧化碳(mg/m3)汞及其化合物（mg/m3）處理后202508050500.05二惡英類(ngTEQ/m3)鉈、鎘以及其的化合物(mg/m3)銅、鉛、銻、錳、鉻、鈷、鎳及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前3.0510第二節(jié)生活垃圾焚燒廢氣處理概況生活垃圾焚燒廢氣是在垃圾焚燒中產(chǎn)生的廢氣，一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設(shè)備、涂料以及溫度計(jì)等。垃圾含燃燒后在廢氣中會(huì)包含鎘、鉛、鉻、汞及其化合物等重金屬。而含水率高，發(fā)熱量低，導(dǎo)致燃燒補(bǔ)充分，或垃圾本身中就含有二惡英物質(zhì)的，所以燃燒的廢氣中會(huì)包含有二惡英污染物。重金屬氣體與二惡英氣體對人體健康危害最嚴(yán)重，長期接觸過量的這些氣體，會(huì)降低人類的免疫功能，會(huì)導(dǎo)致生殖以及遺傳功能的改變、致癌和中毒。而廢氣中包含的二氧化硫、氨、氫、氯化氫、氮氧化物以及粉塵不僅對人體的健康產(chǎn)生了威脅，還會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生威脅。氫、氨會(huì)使空氣中散發(fā)著惡臭，影響著空氣質(zhì)量。二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、粉塵能降低大氣的能見度，會(huì)出現(xiàn)酸雨，會(huì)損壞植物、建筑物，對環(huán)境有著較大的破壞。因此，采取必要措施來減少垃圾焚燒廢氣對人類與環(huán)境的影響是迫在眉睫的。針對生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣污染物中的重金屬、二惡英、酸性氣體及顆粒物等多種污染物，主要用下列方法去除[3]。一、煙氣脫酸工藝的選擇煙氣中的酸性氣體凈化工藝按照有無廢水的產(chǎn)生分為干法、半干法及濕法三種處理工藝，每一種工藝都包含有各自的組合形式，也都包含有各自的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)[4]。（一）干法脫酸干法脫酸就是在干性藥劑在反應(yīng)塔內(nèi)或在進(jìn)入除塵器之前的煙道內(nèi)與酸性氣體反應(yīng)[5]。干法脫酸大多選用的是消石灰(Ca(OH)2)藥劑，讓酸性氣體與Ca(OH)2微粒表面直接的接觸，會(huì)發(fā)生中和化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了無害的中性鹽顆粒，之后會(huì)經(jīng)過除塵器，會(huì)把煙氣中的粉塵、沒有參加化學(xué)反應(yīng)的藥劑以及鹽顆粒一起捕集下來，從而達(dá)到脫酸的目的。干法脫酸的特點(diǎn)：1、工藝流程簡單，不需要再配置其它復(fù)雜的石灰漿的制備與分配系統(tǒng)，設(shè)備的出故障率較低，維護(hù)方便。2、藥劑的使用量較大，運(yùn)行的費(fèi)用較高。3、脫酸效率相對濕法和半干法低些。（二）半干法脫酸半干法脫酸時(shí)一般采用氫氧化鈣(Ca(OH)2)或氧化鈣(CaO)為藥劑，制備成Ca(OH)2漿液，在廢氣凈化的流程工藝中一般放在除塵設(shè)備的前面，因?yàn)樽⑷氲氖覞{會(huì)在反應(yīng)塔里形成大量的顆粒物，必須用除塵器來去除。由噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器將Ca(OH)2漿液噴到反應(yīng)器中，形成的粒徑非常小的液滴。又由于水分揮發(fā)后會(huì)使廢氣的溫度降低并提高廢氣的濕度，使酸性氣體與石灰漿中和反應(yīng)為鹽顆粒，掉落到底部[4]。在半干法中沒有反應(yīng)完全的石灰，會(huì)隨著煙氣進(jìn)入下一階段的除塵器，假若這個(gè)除塵設(shè)備是袋式除塵器，那么，沒有反應(yīng)的部分石灰會(huì)附在濾袋上，并會(huì)與通過濾袋的酸性氣體發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，會(huì)提高脫酸效率，也會(huì)提高石灰漿的利用率。半干法脫酸的特點(diǎn)：半干法反應(yīng)塔的脫酸效率較高，HCI去除率可以超過90％，此外，對一般的有機(jī)污染物與重金屬的去除率也很好，若在后面的除塵器是袋式除塵器，那么重金屬的去除效率可以到達(dá)99％以上。沒有廢水的排放，耗水量比濕式洗滌塔的少。工藝簡單，投資和運(yùn)行的費(fèi)用相對比較低。石灰漿的制備系統(tǒng)比較復(fù)雜。（三）濕法脫酸濕法脫酸選用的是與洗滌塔類似的形式，當(dāng)廢氣進(jìn)入洗滌塔后，會(huì)通過酸性氣體與堿性漿液的充分接觸，從而會(huì)得到很好的脫酸效果。洗滌塔應(yīng)放在除塵器的后方，為了防止噴嘴被顆粒污染物堵塞而影響到正常的操作。與此同時(shí)，濕式洗滌塔一定不能放在袋式除塵器的前方，因?yàn)闈穸缺容^高的煙氣會(huì)導(dǎo)致顆粒物堵塞到濾布，氣體最終不能通過濾布。而濕式洗滌塔產(chǎn)生的廢水經(jīng)過濃縮，污泥到達(dá)除塵器的前面時(shí)，會(huì)進(jìn)入干燥塔來進(jìn)行干燥，最終會(huì)以干態(tài)形式排出來。濕式洗滌塔一般使用NaOH堿漿，很少使用石灰（Ca(OH)2）漿液，為了避免結(jié)垢[5]。濕法脫酸的特點(diǎn)：工藝復(fù)雜，配套的設(shè)備比較多。凈化效率比較高，對HCl的脫除效率可以超過95％，對SO2的脫除也可超過80％。產(chǎn)生包含有高濃度的無機(jī)氯鹽和重金屬的廢水，需要經(jīng)處理后才可以排放。處理完的廢氣因?yàn)闇囟冉档偷铰饵c(diǎn)以下，所有需要再加熱，為了防止煙囪在出口處形成白煙的現(xiàn)象，造成不良的景觀。二、脫硝工藝的選擇（一）SNCR工藝經(jīng)過實(shí)驗(yàn)我們可發(fā)現(xiàn)，選擇非催化還原法(SNCR)來去除氮氧化物的技術(shù)是在沒有催化劑的前提下，把包含有NHx基的還原劑(如尿素、氨水或氨氣等)噴入溫度在800℃~1100℃區(qū)域內(nèi)的爐膛，此時(shí)，還原劑會(huì)迅速地?zé)岱纸鉃镹H3及其它的副產(chǎn)物，緊接著，NH3會(huì)與煙氣中的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，從而而生成氮?dú)夂退?。這個(gè)工藝的占地小，反應(yīng)溫度高，催化劑價(jià)格適中，反應(yīng)后的N2排如空氣，沒有第二次污染，脫硝的效率達(dá)到40~80%左右。目前為止，我國數(shù)量不多的生活垃圾焚燒廠均采用SNCR技術(shù)來脫除煙氣中的氮氧化物[6]。（二）SNR工藝選擇性催化還原法脫硝技術(shù)是在催化劑作用下，煙氣中噴入氨，將NOX

還原成N2和H2O。煙氣脫硝效率≥80%，出口氨氣排放量＜3ppm，完全達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率＜1%，建設(shè)費(fèi)用相對較高。三、顆粒的去除袋式除塵器可去除二惡英、重金屬及粒狀等污染物的顆粒物。袋式除塵器一般包含幾組密閉的集塵單元，其中包含幾個(gè)經(jīng)籠骨來支撐的濾袋。煙氣經(jīng)過袋式除塵器的下半部分進(jìn)入，再由下往上開始流動(dòng)，當(dāng)包含塵的煙氣經(jīng)過濾袋時(shí)，顆粒狀的污染物會(huì)被濾布來過濾，并且濾布上附著。袋式除塵的除塵效率很高，一般情況下在99%之上，除塵器的出口氣體的含塵濃度一般在數(shù)十mg/m3之內(nèi)，對亞微米粒徑的細(xì)塵有較高的分級效率。袋式除塵的處理風(fēng)量范圍廣，小的僅是1min數(shù)萬m3，大的可以達(dá)到1min數(shù)萬m3，可以用在工業(yè)爐窯上的煙氣除塵，大氣污染物排放會(huì)降低。維護(hù)操作比較方便，結(jié)構(gòu)也很簡單。在除塵效率相同的前提下，袋式除塵器的造價(jià)比電除塵器低。當(dāng)采用P84、聚四氟乙烯及玻璃纖維等耐高溫的濾料時(shí)，可以高溫在200℃以上的情況下運(yùn)行。對粉塵不敏感，不會(huì)受粉塵及其電阻的影響。GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定出生活垃圾焚燒廠除塵設(shè)備必須采用的是布袋除塵器[7]。四、重金屬凈化生活垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣中具有揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，一部分會(huì)在溫度降低時(shí)可以凝結(jié)成顆粒狀、在飛灰的表面被吸附或凝結(jié)，就可以接著被布袋除塵器捕集去除。所以，生活垃圾焚燒廠的煙氣凈化工藝的溫度越低，則重金屬的去除效率越高。一些沒有辦法被吸附及其凝結(jié)的重金屬氯化物，可以利用它易溶于水的特性，可以經(jīng)過濕式洗氣塔漿液把廢氣中的重金屬吸收下來。五、二惡英去除及控制（一）二惡英的去除同時(shí)脫硫、脫硝、除二惡英。對于煙氣中二惡英的脫除,大部分會(huì)選用活性炭噴射+布袋除塵器的辦法。該種方法又分為了兩種方式,一是活性炭噴射+布袋除塵,另一種則是布袋除塵器+活性炭濾布的吸附法。聯(lián)合使用時(shí)，當(dāng)活性炭的噴入量是100mg/m3時(shí),布袋的出口溫度越低,則袋式除塵器的進(jìn)口煙氣中包含的二惡英的濃度越低,當(dāng)袋式除塵器的出口溫度是160℃時(shí),則二惡英的濃度是0.5ng-TEQ/m3。根據(jù)研究可以指出,當(dāng)活性炭的噴入量是50～100mg/m3時(shí),那么二惡英的去除效率就可以高達(dá)99%以上。在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中,在袋式除塵器的前方噴入石灰石與活性炭等吸附劑[8]，會(huì)發(fā)現(xiàn)袋式除塵器的進(jìn)口溫度較高時(shí),二惡英在噴入活性炭后的去除效率達(dá)到90%左右。在煙道里噴入活性炭可以有效地去除燒結(jié)的煙氣中的二惡英，這個(gè)方法所使用的吸附劑是95μm的褐煤活性焦,可以使煙氣中的二惡英濃度下降到0.3～0.4ngI-TEQ/m3。這個(gè)方法的系統(tǒng)簡單而高效,但是吸附過后的活性炭是不能進(jìn)行回收再生的,只能當(dāng)做固體廢棄物或危險(xiǎn)廢物進(jìn)行固化處理或填埋。為了控制二惡英的二次生成，進(jìn)入除塵器入口的溫度應(yīng)該低于200℃。對于二惡英、氮氧化物、一氧化碳等物質(zhì)，能在垃圾焚燒中，有效地控制生成的量。所以我們需要對二惡英、氮氧化物、一氧化碳的生成進(jìn)行有效地控制，來降低之后的凈化廢氣設(shè)備的使用。（二）二惡英的控制二惡英有兩種形成方式:一是在焚燒的過程中，由于局部的供氧不足容易產(chǎn)生二惡英，二是在焚燒以后，有金屬催化劑及一定的溫度(300－500℃)條件下，煙氣中可再次形成二噁英，煙氣中二噁英的最大產(chǎn)生濃度一般為1－4ng/Nm3。針對垃圾焚燒過程中二惡英類物質(zhì)的產(chǎn)生原理，首先采取控制焚燒技術(shù)避免二惡英的產(chǎn)生，垃圾焚燒爐的燃燒技術(shù)要符合“三T”(Time，TurbulenceandTemperature)的原則，就是在垃圾焚燒的過程中，對垃圾要進(jìn)行充分的混合和翻滾，確保燃燒均勻與完全;焚燒爐爐溫控制在850℃－950℃之內(nèi)(PCDD/PCDF會(huì)在800℃以上就能完全的分解);在爐膛的出口，氧氣量要控制在6－8%，煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間2s以上，保證二噁英的充分分解;同時(shí)也要通過分級配風(fēng)，來改善爐體內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，減少垃圾焚燒而產(chǎn)生的二惡英;采用余熱鍋爐將煙氣由850℃迅速降至300℃以下，時(shí)間要控制在2s之內(nèi)，盡可能的縮短煙氣在溫度區(qū)為300－500℃的停留時(shí)間，來降低二惡英類的物質(zhì)再生成[9]。六、氮氧化物及一氧化碳的控制（一）氮氧化物的控制控制氮氧化物的方法，就是要遵循3T+E燃燒控制的基本原則，運(yùn)用低氮的燃燒法，包括合理的設(shè)計(jì)焚燒爐的幾何尺寸、有效控制供給一次空氣和優(yōu)化二次的空氣、煙氣的停留時(shí)間要保證、要保持煙氣中低氧的含量及煙氣要充分的混合等，通過這些辦法，在降低NOx生成的同時(shí)，也可減少CO的生成并破壞二惡英類等有機(jī)污染物的合成。通過這些方法，氮氧化物的生成濃度基本可以控制在300mg/Nm3之內(nèi)。（二）一氧化碳的控制一氧化碳是因?yàn)槿剂喜煌耆紵a(chǎn)生，它的產(chǎn)生量與一次空氣量、二次燃燒的空氣份額、二次燃燒的空氣噴入爐內(nèi)方式與爐體內(nèi)操作的溫度等相關(guān)。目前，對一氧化碳的脫除主要由控制燃燒的方式來控制，不再需要一氧化碳的去除設(shè)備?？刂埔谎趸寂欧诺闹饕胧┯?增強(qiáng)焚燒爐內(nèi)的燃燒，保證焚燒爐內(nèi)有一定的氧氣量，使它出現(xiàn)了還原性的氣氛，同時(shí)運(yùn)用二次風(fēng)段的燃燒方式與二次風(fēng)的對沖方式，保證焚燒爐內(nèi)與空氣充分的混合，改善了爐內(nèi)的燃燒狀況，同時(shí)，經(jīng)過控制爐內(nèi)的溫度來減少一氧化碳的排放溫度。第三節(jié)本設(shè)計(jì)工藝流程的確定概述生活垃圾焚燒廢氣治理的基本原則是：優(yōu)先考慮凈化率高和技術(shù)優(yōu)化的工藝，推廣排出清潔煙氣的工藝，不會(huì)造成周圍環(huán)境污染，盡量減少各處理工序的排廢能力，在同等的處理能力時(shí)，選擇投資及運(yùn)行費(fèi)用低的，符合我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件[10]。二、工藝流程的確定垃圾焚燒廠廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。生活垃圾焚燒煙氣中含有顆粒物、酸性氣體、重金屬、二惡英等多種污染物。本設(shè)計(jì)的廢氣處理方法可分為3T+E焚燒工藝，SNCR脫硝，旋風(fēng)除塵器，干法噴射，布袋除塵器，濕式脫酸，活性炭吸附床，其主要特點(diǎn)如下[11]：3T+E焚燒工藝可以有效的減少氮氧化物，二惡英及一氧化碳的合成，致使一氧化碳的量生成時(shí)就已經(jīng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，使去除氮氧化物及二惡英的工藝也簡單了很多。SNCR法脫硝，直接向焚燒爐內(nèi)噴射尿素，不需要催化劑，而且不需要重新加熱，因此，工程上用SNCR脫硝比SCR脫硝應(yīng)用的多—些。干法脫酸+布袋除塵器+濕法脫酸不僅能提高脫酸效率，而且還能脫除干法噴射的顆粒物?；钚蕴课酱材芪轿赐耆幚淼膹U氣，運(yùn)行費(fèi)用主要是活性炭的價(jià)格高，如果前面除去的干凈，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)大大降低，此活性炭吸附床起到的是保險(xiǎn)作用。三、工藝流程說明根據(jù)以上生活垃圾焚燒廢氣的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外的先進(jìn)生活垃圾焚燒廢氣處理技術(shù)，選用3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝處理生活垃圾焚燒廢氣。（一）工藝流程圖根據(jù)以上的分析與方案的比選，選定該項(xiàng)目的廢氣處理工藝為3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床，圖2-1是通過細(xì)化的本設(shè)計(jì)的流程圖。3T+E3T+E焚燒工藝熱水或蒸汽排灰排灰熱水或蒸汽排灰排灰布袋除塵器旋風(fēng)除塵器余熱鍋爐焚燒爐布袋除塵器旋風(fēng)除塵器余熱鍋爐焚燒爐消石灰儲(chǔ)倉消石灰儲(chǔ)倉消石灰儲(chǔ)倉消石灰儲(chǔ)倉噴尿素噴尿素?zé)焽枧欧呕钚蕴课酱矡煔庠偌訜釢袷较礈焖焽枧欧呕钚蕴课酱矡煔庠偌訜釢袷较礈焖f明說明氣線水線灰線堿溶槽堿溶槽圖2-1生活垃圾焚燒的廢氣處理流程五、工藝流程特點(diǎn)本設(shè)計(jì)的工藝流程選用的是“3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床”的工藝處理生活垃圾焚燒廢氣，有以下的特點(diǎn)：本工藝處理路線成熟，效果穩(wěn)定而可靠。對酸性高，二惡英高的廢氣有特效。運(yùn)行費(fèi)用適當(dāng)，且處理效率較好，廢氣經(jīng)過處理后，除塵效率≥99.8%，，脫氟效率≥90%，脫氯效率≥95%，脫硫效率≥85%，重金屬Hg、Cd、Pb去除效率均≥90%?？垢g能力強(qiáng)，運(yùn)行較穩(wěn)定。六、主要構(gòu)筑物介紹（一）焚燒爐19世紀(jì)末的時(shí)候，開始出現(xiàn)了焚燒爐，并運(yùn)用在了垃圾焚燒的處理方面。通過一個(gè)世紀(jì)多的實(shí)踐與研究，垃圾的焚燒技術(shù)開始有很大進(jìn)步。垃圾是否在爐排爐上的垃圾充分燃燒的核心保證是要保證3T+E的原則（Temperature——爐膛內(nèi)的燃燒溫度，Time——廢氣在爐膛停留時(shí)間，Turbulence——燃燒煙氣的湍流程度，Ex-cessoxygen——空氣的過熱量）。根據(jù)本市的垃圾特點(diǎn)及垃圾量，本設(shè)計(jì)的焚燒爐是日本的TAKUMA城市的SN型垃圾焚燒爐，配置的是SN型連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)式的機(jī)械爐排。焚燒爐的主要特性：多個(gè)風(fēng)室提供空氣，根據(jù)垃圾的流向分成了7個(gè)部分，可以結(jié)合燃燒需要進(jìn)行配風(fēng)。爐條具有很高的通風(fēng)能力，爐條內(nèi)配有噴嘴，可以不受垃圾層厚度影響，均勻的提供氧氣。爐條與爐條之間的間隙很小，爐條間連接與爐條墊塊形成了無空隙結(jié)構(gòu)。耐久性非常的高。鰭片配置在爐條的內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致冷卻率（冷卻的面積/受熱的面積）比較高，可以預(yù)防爐條燒損。爐條的材料使用特殊耐熱的鑄鋼。具有很好的攪拌性能。爐排片最大的行程是250mm，垃圾的翻起、攪拌以及運(yùn)送是爐排片來回的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的。爐條的高度有150mm，爐條間的重疊導(dǎo)致落差增大，能有效的燃燒垃圾可燃燒的部分。爐條的拆裝方便。爐條拆裝構(gòu)造使用了嵌入式，墊塊和爐排可以單獨(dú)的拆卸。干燥段、燃燒段與燃盡段是爐排按燃燒過程分的幾個(gè)階段，調(diào)節(jié)速度和行程使用了四個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。（二）余熱鍋爐在生活垃圾焚燒中，焚燒的過程產(chǎn)生了大量的熱量，為了節(jié)省能源，充分的利用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱，余熱鍋爐是不可缺少的設(shè)備。利用在工業(yè)中生產(chǎn)的煙氣或余熱來產(chǎn)生蒸汽或熱水的裝置叫做余熱鍋爐。余熱鍋爐分為管殼式以及煙道式兩種。本工藝設(shè)計(jì)選用的是煙道式的余熱鍋爐[12]。煙道式余熱鍋爐是一種受熱面的裝置，它主要布置成煙道形式的水管型，其構(gòu)架和爐墻是單獨(dú)的，所以，它為一種較大型余熱鍋爐的裝置。它的高溫部分（第一煙道）是一種比較大輻射冷卻室，它的后部是對流受熱區(qū)的煙道。煙道式余熱鍋爐有直通式及多煙道式兩種裝置。前者是從前到后做水平直通的運(yùn)動(dòng)，而后者是做上下轉(zhuǎn)彎的流動(dòng)。大型的煙道式余熱鍋爐主要有兩種形式，分別是非強(qiáng)制循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)。除此之外，較低壓余熱鍋爐通常會(huì)設(shè)置成上、下兩個(gè)汽包，中等壓強(qiáng)的余熱鍋爐會(huì)設(shè)置有上、下兩個(gè)汽包或只有一個(gè)上汽包，而高壓的余熱鍋爐通常只會(huì)設(shè)置一個(gè)上汽包。（三）袋式除塵器過濾型除塵器的主要型式是袋式除塵器，袋式除塵器中的含塵氣體是經(jīng)過過濾材料的阻隔與粘附作用從而達(dá)到固氣分離的效果，是高效的除塵器中用途最廣的，脫除效率可以超過99.9％。1、袋式除塵器的分類按照濾袋的形狀分類，包含有圓袋式的除塵器，扁袋式的除塵器，還有其他袋式的除塵器。按照過濾的方式進(jìn)行分類，包含有外濾式得袋式除塵器與內(nèi)濾式的袋式除塵器。按照進(jìn)風(fēng)的方式進(jìn)行分類，包含有上進(jìn)氣式除塵器與下進(jìn)氣式除塵器。按照風(fēng)機(jī)位置進(jìn)行分類，包含有吸入式的除塵器與壓入式的除塵器。按照除塵器清灰的方式進(jìn)行分類，包含有機(jī)械振動(dòng)類的清灰除塵器與脈沖清灰的袋式除塵器。2、濾料的分類濾料的材質(zhì)已經(jīng)趨向使用的溫度高、耐腐蝕與吸濕率低這些方面發(fā)展了，濾料的織物從二維結(jié)構(gòu)發(fā)展為三維交錯(cuò)隨機(jī)性的排列針刺。濾料一般為天然的濾料、合成的纖維以及無機(jī)的纖維[13]。3、袋式除塵器選型的原則（1）必須要滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。（2）考慮到粉塵顆粒物理性質(zhì)對除塵設(shè)備的影響。（3）氣體的含塵濃度大小。（4）煙氣的溫度以及煙氣的其他物理化學(xué)性質(zhì)對除塵設(shè)備的影響與要求。（5）對粉塵收集的問題。（6）設(shè)置除塵器的位置及可利用的空間等因素。4、確定除塵器形式本設(shè)計(jì)的除塵器為逆噴式（分室）脈沖除塵器，它的主要優(yōu)點(diǎn)是處理量很大，除塵效率很高。本設(shè)計(jì)的濾料采用的是厚的針刺氈。除塵效率可高達(dá)99.9%。（四）旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器一種除塵裝置。含塵氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是除沉機(jī)理，把降塵顆粒利用離心力從氣流中分離，并且在器壁上收集，然后利用重力把降塵顆粒掉落在灰斗內(nèi)。1885年，旋風(fēng)除塵器開始投入使用，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到多種型號(hào)。依照流入方式，分為軸向進(jìn)入式和切向進(jìn)入式兩類。當(dāng)壓力損失相同時(shí)，前者的處理量大約是后者的3倍，并且氣流分布是均勻的[14]。1、旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)旋風(fēng)除塵器的內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)的部件，維護(hù)很方便；制作的管理非常方便；在處理相同風(fēng)量的情況下，體積較小、結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格又便宜；當(dāng)作為預(yù)處理器使用的時(shí)候?？刹捎昧⑹桨惭b，使用很方便；當(dāng)處理很大的風(fēng)量時(shí)，可以多臺(tái)并聯(lián)的使用，效率與阻力不受影響；可以耐400攝氏度的高溫，如果采用的是特殊耐高溫的材料，也能耐更高的溫度；除塵器的內(nèi)部設(shè)有耐磨的內(nèi)襯后，可以凈化含有高磨蝕性的粉塵的煙氣?？梢圆捎酶煞ㄇ寤?，可以回收有利用價(jià)值的粉塵。2、旋風(fēng)除塵器的選型原則[15]（1）當(dāng)選擇除塵器時(shí)，要考慮工況阻力損失情況與結(jié)構(gòu)的形式，盡可能的使其減少動(dòng)力消耗并且方便制造維護(hù)。（2）旋風(fēng)除塵器能夠捕集到最小塵粒應(yīng)該等于或者稍微小于被處理的氣體粉塵密度。（3）旋風(fēng)除塵器的密封性要好，保證不漏風(fēng)。特別是負(fù)壓的操作，更應(yīng)注意到卸料的鎖風(fēng)裝置。（4）易燃易爆的粉塵（如煤粉等）應(yīng)該裝有防爆的裝置。防爆的裝置通常會(huì)在入口管道加上一個(gè)安全的防爆閥門。

第三章設(shè)計(jì)計(jì)算書第一節(jié)焚燒爐一、待處理生活垃圾的主要組成成分（一）待處理的生活垃圾性質(zhì)1、待處理生活垃圾的主要組成見下列表格表3-1待處理生活垃圾性質(zhì)生活垃圾含水率（%）含灰率（%）可燃物（%）密度（t/m3）LHV低位熱值（kJ/kg）設(shè)計(jì)值47.421.7730.930.355800適用范圍30-604186-6700表3-2處理前生活垃圾可燃燒物的元素分析（應(yīng)用基）%項(xiàng)目CHONSCl合計(jì)含量830.93表3-3規(guī)定設(shè)計(jì)的主要參數(shù)項(xiàng)目處理垃圾的量（t/d）垃圾存放時(shí)的間（d）一年正常工作的時(shí)間（h）煙氣停留的時(shí)間（s）在燃燒室出口的溫度（℃）參數(shù)15005-78000>2850-10002、根據(jù)垃圾元素成分計(jì)算垃圾低位熱值：3、根據(jù)垃圾元素成分計(jì)算垃圾高位熱值：（二）處理垃圾的能力及其規(guī)模共3臺(tái)焚燒爐：每臺(tái)焚燒爐每天處理的垃圾量為400t；處理垃圾量：爐系數(shù)：實(shí)際每小時(shí)的處理生產(chǎn)能力：；全年的處理量：故：一臺(tái)焚燒爐一小時(shí)處理的垃圾量為：（三）設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算：1、垃圾倉的設(shè)計(jì)與布置設(shè)本設(shè)計(jì)的焚燒爐的長度L=75.5m，寬D=18.5m，本設(shè)計(jì)取垃圾倉內(nèi)壁與鍋爐長度對齊，，本設(shè)計(jì)的垃圾堆積密度取0.35t/m3，求垃圾的容積，VV=（3-1）式中：V——垃圾倉的容積,m3；a——容量系數(shù)，一般取1.2～1.5，本設(shè)計(jì)為1.2；T——存放的時(shí)間，d；依照經(jīng)驗(yàn)，可以得到適當(dāng)?shù)拇娣诺奶鞌?shù)，它隨著季節(jié)和地區(qū)變化稍有變化；V=1.251000/0.35=17142.86（m3）。故：本設(shè)計(jì)垃圾倉的容積取18000（m3）。垃圾倉深度為Hm，。（3-2）故，垃圾池是全封閉的結(jié)構(gòu)，長75.5m，寬18.5m，總深度以6m的卸料平臺(tái)為基準(zhǔn)負(fù)13米。二、焚燒爐選擇和計(jì)算1、焚燒爐加料漏斗料斗的容積（3-3）式中：——料斗的容積（）——每臺(tái)焚燒爐日處理的垃圾量，（）——可靠系數(shù)，考慮到吊車在運(yùn)垃圾的速度及其他因素，通常取1.5；——垃圾的容量，一般為0.3-0.6（t/m3），本設(shè)計(jì)計(jì)算取0.4（）；2、燃燒空氣量及一次、二次助燃空氣量的計(jì)算①以單位重量燃燒所需空氣量以容積計(jì)算理論空氣量由公式：（3-4）a.把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：b.實(shí)際空氣需要量:（3-5）式中：N——空氣的過剩系數(shù)，確保燃燒垃圾是有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設(shè)計(jì)計(jì)算取1.7；以單位重量燃燒所需空氣量以重量計(jì)算理論空氣量由公式：（3-6）把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：b.實(shí)際空氣需要量:（3-7）式中：N——空氣的過剩系數(shù)，確保焚燒垃圾有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設(shè)計(jì)計(jì)算取1.7；C、所設(shè)計(jì)的焚燒爐每小時(shí)燃燒垃圾所需空氣總重量（3-8）③本設(shè)計(jì)計(jì)算的焚燒爐一小時(shí)燃燒垃圾所需空氣量是（3-9）式中:——每臺(tái)爐的日處理垃圾量，（）；——實(shí)際空氣所需量，故：本設(shè)計(jì)計(jì)算的焚燒爐一小時(shí)燃燒垃圾所需空氣量是53550。本設(shè)計(jì)計(jì)算的二次風(fēng)流量占整個(gè)助燃空氣量的22％左右，本設(shè)計(jì)取24％，求得二次風(fēng)助燃空氣量為（3-10）（3-11）故：設(shè)計(jì)一次風(fēng)助燃空氣量為40698，二次風(fēng)助燃空氣量為12853。3、燃燒產(chǎn)物煙氣量①以單位重量燃燒產(chǎn)生的總煙氣量以容積計(jì)算垃圾焚燒爐產(chǎn)物的成分和生成量由燃燒反應(yīng)物質(zhì)的平衡計(jì)算，求1kg的生活垃圾徹底燃燒后產(chǎn)生的煙氣量，取m=1.6（3-12）a.空氣中含水量實(shí)際空氣量空氣中水分含量，將空氣中的水分含量為0.015，代入式子，（3-13）b.燃燒干煙氣量=總煙氣量-空氣中含水量-垃圾中含水量-氫燃燒產(chǎn)生水量（3-14）②以單位重量燃燒產(chǎn)生的總煙氣量以重量計(jì)算（3-15）4、生活垃圾焚燒每小時(shí)的排渣量及飛灰量①排渣量是未燃可燃物量與生活垃圾的灰渣量的和，灰渣熱灼減率是5%，則一小時(shí)的排渣量（3-16）式中：——每小時(shí)焚燒的垃圾量，17.5t/h；A——垃圾中渣的含量，取20.5%；故：設(shè)計(jì)出渣量的能力為3.8t/h。②爐渣貯坑：一般渣庫貯坑按3天的容量設(shè)計(jì)，（3-17）故:設(shè)計(jì)渣貯坑容量為3天貯渣830噸。③飛灰含量為處理垃圾量的0.5～5%，按5%的量取，故：設(shè)計(jì)每臺(tái)爐飛灰的含量為0.88t/h。每小時(shí)燃燒產(chǎn)物的煙氣量為：（3-18）故：一小時(shí)燃燒產(chǎn)物生成的煙氣量是82.475t/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。5、垃圾焚燒爐的能量平衡根據(jù)垃圾焚燒爐系統(tǒng)平衡條件與力學(xué)的第一定律，能量守恒定律得：（3-19）式中：——生活垃圾的顯熱量，Kcal/kg；——預(yù)熱空氣帶入的熱量，Kcal/kg；——外部熱源輸入的熱量，Kcal/kg；——單位垃圾完全焚燒時(shí)所放出的熱量，Kcal/kg；——煙道氣熱損失，KJ/h；——噴入爐內(nèi)水蒸氣所造成熱損失，Kcal/kg；6——不完全燃燒氣體所造成熱損失，Kcal/kg；——焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失，Kcal/kg；——輻射的熱損失，Kcal/kg；——不完全燃燒熱損失，Kcal/kg；①輸入熱量計(jì)算1）進(jìn)入焚燒爐內(nèi)的垃圾完全焚燒時(shí)所輸入的熱量進(jìn)入焚燒爐焚燒的垃圾總熱量是顯熱量及完全燃燒熱量的和；=（單位垃圾量）（垃圾比熱值）（垃圾進(jìn)料溫度）（Ｋcal/kg）（3-20）2)預(yù)熱空氣帶入的熱量=(實(shí)際所需空氣量)（垃圾比熱值）（垃圾進(jìn)料溫度）（Kcal/kg）（3-21）3）無外部熱源輸入的熱量4）單位垃圾完全焚燒時(shí)所放出的熱量鍋爐輸入總熱量故：輸入熱量②輸出熱量計(jì)算1）煙道的氣熱損失煙道氣熱損失=燃燒干煙氣量煙氣平均比熱（爐排煙氣出口溫度-基準(zhǔn)溫度）(Kcal/Kg)；（3-22）故：排煙道氣熱損失2）噴入爐內(nèi)水蒸氣所造成熱損失無噴入爐內(nèi)水蒸氣；3）不完全燃燒氣體所造成熱損失Q3出=（1-燃燒效率）（垃圾含碳量-爐灰含碳量）（碳不完全燃燒的損失）(Kcal/Kg)；（3-23）4）焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失爐灰殘留熱量=灰分含量灰分比熱（灰分溫度-基準(zhǔn)溫度）(Kcal/Kg)；（3-24）5）輻射的熱損失一般設(shè)計(jì)生活垃圾焚燒爐中一般按供入熱量的2%考慮；（3-25）6)不完全燃燒熱損失垃圾內(nèi)碳完全燃燒發(fā)熱量爐灰含碳量垃圾含碳量(Kcal/Kg)；（3-26）合計(jì)：故：總損失熱能量為356.45(Kcal/Kg)。Q（總熱量的凈值）=（鍋爐輸入的總熱量）-（總損失的熱能量）(Kcal/Kg)；6、鍋爐熱效率：（3-27）7、蒸汽產(chǎn)氣量計(jì)算已知：過熱器的出口壓力為4Mpa，溫度為420℃，焓值為789.6Kcal/Kg，集汽聯(lián)箱入口的給水溫度為150℃，焓值為150Kcal/Kg,；一小時(shí)的垃圾焚燒量是17500Kg/h，垃圾在單位重量的能量凈值為1252.23cal/Kg，求一小時(shí)的蒸汽產(chǎn)汽量S(Kg/h)。S=(垃圾單位的重量能量凈值一小時(shí)垃圾的焚燒量)/（焓的降差值-）（3-28）故：鍋爐額定連續(xù)蒸汽蒸發(fā)量按35t/h設(shè)計(jì)。8、爐排機(jī)械負(fù)荷爐排機(jī)械負(fù)荷指的是單位的爐排面積垃圾燃燒的速度指標(biāo)，就是單位的爐排面積，單位的時(shí)間內(nèi)焚燒的垃圾量，（3-29）式中：——爐排機(jī)械負(fù)荷，；‘G——垃圾燃燒量kg/d；t——運(yùn)行時(shí)間，h/d；A——爐排面積，㎡。已知：焚燒爐處理能力為，運(yùn)行的時(shí)間t=24小時(shí)，一臺(tái)焚燒爐機(jī)械負(fù)荷=150-350，本設(shè)計(jì)取300，求：一臺(tái)焚燒爐排的面積:A故：焚燒爐爐排的面積依照50平方米設(shè)計(jì)的，那么爐排總寬度取5米，爐排總長度是10米。9、燃燒室熱負(fù)荷qv燃燒室熱負(fù)荷是用來權(quán)衡單位的時(shí)間，單位容積要承受的熱量指標(biāo)，燃燒的容積是一、二次燃燒室的和。連續(xù)運(yùn)行焚燒爐熱負(fù)荷值一般在)范圍，?。?-30）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；——空氣平均定壓比熱容，，一般取1.30；——單位質(zhì)量垃圾獲取平均燃燒的空氣量，（標(biāo)態(tài)）；——預(yù)熱空氣溫度℃，一般取220℃；——環(huán)境溫度，℃；V——燃燒容量積，；已知：單臺(tái)焚燒爐的處理能力為m=17.5t/h=,=5800KJ/kg,=25℃,ta=220℃,=3.16,=1.30,,求燃燒室容積:V故：焚燒爐燃燒容積按255立方米設(shè)計(jì)。第二節(jié)余熱鍋爐一、煙氣量和焓的計(jì)算（一）煙氣量1、進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣量（3-31）式中：——進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣量，kg/h；B——燃燒消耗量，kg/h；V——實(shí)際煙氣量，；已知：B=1500kg/h，=0，實(shí)際煙氣量在第一節(jié)計(jì)算已得出，V=3.06。=45902、總煙氣量Vy（3-32）式中：Vy——總煙氣量，——余熱鍋爐漏風(fēng)的系數(shù)，按JB/T7603標(biāo)準(zhǔn)，可以知道=0；——吹灰介質(zhì)容積，，間斷吹灰=0；——輔助燃燒煙氣量，，無輔助燃燒，=0；Vy=4590+0+0+0=4590。取整數(shù)5000因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)有三套焚燒爐，所以總煙氣流量為根據(jù)本設(shè)計(jì)的流量大小，本設(shè)計(jì)選用Q8/1100-2.5-0.6型號(hào)的余熱鍋爐，余熱鍋爐外形尺寸是3100×2300×3250。第三節(jié)旋風(fēng)除塵器一、旋風(fēng)除塵器各部分尺寸的確定（一）形式的選擇依據(jù)國家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)合理性、制造條件、粉塵性質(zhì)、允許阻力及粉塵排放標(biāo)等，本設(shè)計(jì)選擇了通用型的旋風(fēng)除塵器。（二）確定進(jìn)口風(fēng)速根據(jù)推薦?。ㄈ┐_定旋風(fēng)除塵器的尺寸取，則1、進(jìn)氣口面積的確定進(jìn)氣口的截面通常是長方形，大小是a與b，依據(jù)處理的氣量Q和進(jìn)氣的速度可知（3-33）==0.23取，則2、筒體尺寸的確定通常情況下，筒體的直徑不應(yīng)該小于50~75mm。旋風(fēng)除塵器的筒體直徑D通常情況下取整數(shù)。取,那么，現(xiàn)在取。筒體的長度（3-34）3、旋風(fēng)除塵器高度的確定旋風(fēng)除塵器的自然長度l就是從排氣管的下端到旋風(fēng)除塵器的自然旋轉(zhuǎn)頂端距離。（3-35）=1.3m在本設(shè)計(jì)計(jì)算中，旋風(fēng)除塵器高度h應(yīng)該保證都有足夠自然的長度，通常取圓筒部分的高度h=（1.5-2）D取h=1.5D（3-36）=1.5×1800=2700mm旋風(fēng)除塵器圓錐體的高度與半椎體角α及下端的排灰口直徑D2相關(guān)。一般情況規(guī)定α≦30°，或下雨時(shí)90°去掉粉塵內(nèi)摩擦角，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般取α=13°-15°所以本設(shè)計(jì)取α=13°旋風(fēng)除塵器氣流中的自由旋流軸線是偏的，偏心度約是de／4，那么，為了預(yù)防錐壁和核心旋流接觸時(shí)，把分離出來的粉塵再一次卷到核心的旋流，導(dǎo)致再次夾帶，規(guī)定排灰口的直徑不能小于／4。圓錐的高度（H-h）=（2-2.5）D=0.5×0.4（3-37）=0.2m圓錐高度（3-38）=2×1800=3600mm二、旋風(fēng)除塵器強(qiáng)度的校核（一）筒體和錐體壁厚s和氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核1、材料的選擇由旋風(fēng)除塵器的工作壓力和工作溫度選用Q235-B2、確定參數(shù)=1000，=1800mm，由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》查表得=113M。由于采用單面焊的對接接頭，局部無損探傷，所以，焊接接頭系數(shù)φ=0.83、計(jì)算厚度,S（3-39）式中：——計(jì)算壓力，M；——圓筒內(nèi)徑，mm；S——圓筒的計(jì)算厚度，mm；——圓通的設(shè)計(jì)厚度，mm;——圓筒的名義厚度，mm；——圓筒在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，M；——焊接接頭系數(shù)；——腐蝕裕量，mm；——鋼板厚度負(fù)偏差，mm；C——厚度附加量，mm，C=。S=0.01mm（3-40）=0.0005+1=1.0005mm根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得=S+（3-41）=1.0005+0.25=1.2505mm圓整后取厚度為3mm復(fù)驗(yàn)×15%=3×15%=0.45mm＞0.25mm所以最終取C1=0.25mm，這個(gè)筒體與錐體可以用厚為3mm的碳素鋼板進(jìn)行制作。4、校核氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度=-C（3-42）=3-1.25=1.75mm根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》式4-7得（3-43）=0.229M=（3-44）=可見≤，所以，強(qiáng)度符合要求。（二）排氣管尺寸的確定1、排氣管直徑的確定在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，當(dāng)排氣管直徑越小，除塵效率則越高，但是壓力損失反而越大，反之，除塵效率則越低，壓力損失反而小。D∕=2.5-3時(shí)，除塵的效率達(dá)到了最高點(diǎn)，再增加D∕，那么除塵器的效率增加的會(huì)很緩慢，壓力損失反而急劇的增加。一般取=（0.3-0.5）D=0.3D（3-45）=0.3×1800=540mm2、排氣管插入深度的確定一般排氣管插入的深度=0.8a=0.8×680=544mm排氣管插入深度會(huì)影響除塵器性能，插入深度最好超過進(jìn)口管下邊緣，但是不要靠近錐體上邊緣，所以，本設(shè)計(jì)計(jì)算取=550mm。3、排氣管厚度的確定及強(qiáng)度校核對于的圓筒假設(shè)（3-46）=2.29（3-47）=240由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》查得A=0.0001，碳素鋼常溫時(shí)彈性模量為194×M，系數(shù)B為115M。則可用公式，來計(jì)算需用外壓力M=0.48M（3-48）可見，＞，所以，出氣管可以用3mm的碳素鋼制作。（三）支座的選擇計(jì)算筒體的壁厚比較小，所以選用不包含墊板AN型的耳式支座。依據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，本設(shè)計(jì)選用的是AN型的吊耳式支座1，根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》耳式的支座實(shí)際可以承受的載荷可以依照以下的式子近似計(jì)算出（3-49）式中Q——支座實(shí)際承受的載荷，KN；D——支座安裝尺寸，mm；g——重力加速度，取g=9.8m/s；——偏心載荷，N；h——水平力作用點(diǎn)至底板高度，mm;k——不均勻的系數(shù)，當(dāng)安裝3個(gè)支座時(shí)，則取k=1；當(dāng)安裝3個(gè)以上支座時(shí)，則取k=0.83；——設(shè)備的總質(zhì)量（包含殼體與它的附件，保溫層與內(nèi)部介質(zhì)的質(zhì)量），kg；n——支座數(shù)量；P——水平力，取和的最大值，N。容器的高徑比沒有大于5時(shí)，并且總高度沒有大于10m時(shí)，Pw與Pe可以按照以下的式子進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)超出這個(gè)范圍，本設(shè)計(jì)不建議選用耳式的支座。水平地震力：（3-50）式中：——地震的系數(shù)，對7、8、9級地震分別是0.23、0.45、0.90。水平風(fēng)載荷：（3-51）式中：——容器外徑，mm,有保溫層時(shí)取保溫層外徑；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按設(shè)備質(zhì)心所處高的取；——容器總高度，mm；——10m高度處的基本風(fēng)壓，；——偏心距，mm。（3-52）=1800+2×3+2×（80-30）=1906mm（3-53）=(0.68×0.34-0.339×0.678)×0.6×7.85×=64.0kg取k=0.83；n=4;h=300（3-54）=0.5×0.23×1000×9.8=1127N（3-55）=0.95×0.54×250×1800×4900×=377.3N因?yàn)椋?，所以?200mm=3.586KN可見，Q﹤[Q]，AN型耳式支座1符合要求。 (四)支腿的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核初選材料為Q235-B，d=40mm,l=2.5m。由靜力平衡方程求出支反力=1127N剪力和彎矩方程為Q=2817.5（0﹤x≦2.5）M(x)=2817.5-1127x（0﹤x≦2.5）最大彎矩支腿的抗彎截面系數(shù)為=根據(jù)《材料力學(xué)》（式6-7）于是有=（3-56）=根據(jù)式（6-13）得（3-57）=0.74﹤所以選擇的支腿符合強(qiáng)度要求。（五）旋風(fēng)除塵器壓力損失及除塵效率1、計(jì)算壓力損失旋風(fēng)除塵器的進(jìn)出口全壓差一般表示壓力損失，在實(shí)際的計(jì)算中通常引入一個(gè)阻力的系數(shù)ζζ=K（3-58）因?yàn)?，本設(shè)計(jì)的旋風(fēng)除塵器的切向進(jìn)口是沒有葉片標(biāo)準(zhǔn)的，依照《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》，則取K=7.5ζ==8.2參照《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》壓力損失公式Δp=ζρ得ΔP=8.2××1（3-59）=1328.4（二）除塵效率的計(jì)算1、分級除塵效率由《除塵器》查得旋風(fēng)除塵器分級除塵效率公式為式中x—取平均粒徑。所以，各分級粒徑的除塵效率為：=63（3-60）=71.4=86.6=94=98=99（2）總除塵效率根據(jù)除塵效率公式得6μm以下=9.5（%）6~8.5μm=6.4（%）8．5~12μm=9.5（%）12~16μm=11.3（%）16~23μm=12.7（%）23μm以上=39.6(%)所以，總除塵效率為（3-61）=9.5（%）+6.4（%）+9.5（%）+11.3（%）+12.7（%）+39.6(%)=89（%）除塵后顆粒物濃度=4500%）=495（mg/m3）（3-62）第四節(jié)干法噴射（一）消石灰儲(chǔ)存?zhèn)}本設(shè)計(jì)，根據(jù)HCl與SO2的量，Ca(OH)2當(dāng)量為1.3，則消耗消石灰的量為42kg/h，一年焚燒爐工作8000h，則每天大約工作22小時(shí)，則消石灰每天的消耗量為924kg，消石灰的密度為2.24則消石灰儲(chǔ)的體積V，為（3-63）設(shè)儲(chǔ)存?zhèn)}的高度為1.5m，則儲(chǔ)存?zhèn)}的面積A=0.4125/1.5=0.275m2故，儲(chǔ)存?zhèn)}的內(nèi)徑D，為D=取D=0.6m（3-64）故，每一天投加消石灰一次，投加量為930kg。（二）活性炭儲(chǔ)存?zhèn)}根據(jù)二惡英等污染物含量，每天消耗活性炭123.75噸，則消耗的活性炭量為設(shè)活性炭的儲(chǔ)存?zhèn)}與消石灰的儲(chǔ)存?zhèn)}儲(chǔ)存相同，則活性炭儲(chǔ)存?zhèn)}的內(nèi)徑為0.6m。第五節(jié)袋式除塵器一、設(shè)計(jì)參數(shù)1、確定煙氣溫度為150℃，進(jìn)氣流量15000m3/h，含塵濃度5g/m3。2、參考《大氣污染控制工程》，逆氣流反吹清灰的過濾氣速=0.5-2.0m/min，本設(shè)計(jì)取=1.0m/min。3、參考《大氣污染控制工程》，袋式除塵器的壓力損失是，通過清潔濾袋的壓力損失通常是100-130Pa,壓力損失靠近1000Pa，則通常要對濾袋清灰。選取的是120Pa。4、參考《除塵設(shè)備》，鍋爐煙氣顆粒的比阻系數(shù)=1.50min/(gm)5、參考《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊》，石灰的堆積密度=4695Kg/m3,含塵氣流達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)排放的排放濃度=20mg/m3濾料。6、依照《袋式除塵器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》，相鄰的兩個(gè)濾袋之間，安裝的中心距離是210-250mm，花板邊界和濾袋的是200mm,單元的間隔應(yīng)大于相鄰倆濾袋之間的間隔。7、根據(jù)物理學(xué)理論，將物體放在傾斜角大于45°的傾斜版上，物體會(huì)向下滑，所以當(dāng)灰斗的傾斜角大于45°時(shí)，灰粒可以自行滑落。8、含塵氣體進(jìn)氣流速為30m/s，凈氣出口流速為10-15m/s。9、濾料的選擇，針刺氈濾料。二、過濾面積、濾袋數(shù)目的確定1、袋式除塵器的過濾面積，A（3-65）2、過濾袋數(shù)，n（3-66）式中：n——過濾袋數(shù)，個(gè)；l——單個(gè)濾袋長度，m，本設(shè)計(jì)取4m；d——單個(gè)濾袋直徑，m，本設(shè)計(jì)取0.2m；個(gè)為了布置方便取n=100，采用10×10排列。3、濾袋的排列和間距排列濾袋的方式是按照長方形排列，11×6排列，濾袋之間的間距本設(shè)計(jì)選取50mm,邊排濾袋和殼體距離也留有800mm寬的人行道。為保證氣體均勻地分配各個(gè)濾袋，氣體分配室應(yīng)該有足夠的空間，凈空高不應(yīng)小于1000-1200mm。本設(shè)計(jì)取1100mm。三、除塵室的尺寸長度：（3-67）寬度：（3-68）四、灰斗的計(jì)算1、積灰堆積速度，q（3-69）2、灰斗尺寸設(shè)計(jì)(1)灰斗高度，h（3-70）式中：——出灰口邊長，m；——進(jìn)灰口邊長，m；已知，進(jìn)灰口的邊長近似是3m，出灰口的邊長是0.5m，出灰口與灰斗壁面的水平夾角是，那么