生活垃圾焚烧处理蒸汽发电工艺关键指标.docx

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1、生活垃圾焚烧处理蒸汽发电工艺关键指标目录1 .前言12 .生活垃圾焚烧处理蒸汽发电工艺的总要求13 .生活垃圾焚烧发电厂的主要组成24 .生活垃圾本征无害化高温处理技术35 .生活垃圾焚烧发电厂先进可靠工艺简介66 .结论10参考文献111 .前言生活垃圾焚烧处理蒸汽发电工艺具有减容减量化高、无害化彻底、资源再利用等优点，在发达国家己被广泛采用。近年来，在我国经济发达城市，也已纷纷开始采用焚烧发电技术。焚烧后减重80%左右，减容90%左右，焚烧每吨垃圾可发电300度以上。以广州市生活垃圾焚烧发电为例，堆放三日后可燃物含量达34.15%,热值达7619kJkg,灰分约19%,容重约480kgm3

2、,焚烧后可减重80%左右，减容88%左右，每吨垃圾可发电400kWh多。2 .生活垃圾焚烧处理蒸汽发电工艺的总要求生活垃圾焚烧处理和蒸汽发电对垃圾性质、关键设备和热效率等有一定要求，主要要求如下：热值：入炉垃圾的湿基热值不低于5000kJkg时才可采用焚烧发电工艺，热值低于I1OOOkJ/kg时焚烧发电厂的主要目的是处理垃圾，热值高于11000kJkg时焚烧发电厂的主要目的可认为是能量回收叱我国生活垃圾热值远达不到IIOOOkJkg,故目前垃圾焚烧发电厂的主要目的是处理垃圾；焚烧发电厂的热效率(发电效率)不得低于20%；以能量回收为主要目的时各热能动力设备的效率不得低于75%闺；粉尘、NOx、

3、HCRSOx,二嗯英等排放必须达到国家生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2001)；垃圾焚烧发电厂规模不宜小于500tdo3.生活垃圾焚烧发电厂的主要组成生活垃圾焚烧发电厂一般由以下系统组成：垃圾计量系统、垃圾接收系统、焚烧处理系统、热能利用系统、烟气净化系统、自动控制与监测系统、锅炉饲水系统、灰渣处理系统和飞灰固化系统。有关这些系统的介绍文章已经很多，不再赘述，本文就这些系统的物质流、能量流、处理对象和功能做些介绍：1）一个中心一一中央控制室。中央控制室具有三大功能，它们是，正常工况下的操作、紧急情况时报警和危急情况时危机管理。中央控制室可对所有设备进行操作和监控，并可对厂区内活动进

4、行监视。2）二个过程一一物质转换过程和能量转换过程。垃圾通过焚烧转换成灰渣和高温烟气，同时垃圾的化学能转换成高温烟气的热能，高温烟气加热锅炉工质水，生产过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮发电机组发电，又将热能转换成电能。采用过程能量组合技术对两个过程进行优化耦合，不仅可使垃圾高效转化，而且可使全厂热效率达到设计指标。3）三股物流一一固相物流、气相物流和液相物流。3.1） 固相物流系指垃圾到灰渣和飞灰固化块，其间经过垃圾计量系统、垃圾接收系统、焚烧处理系统，热能利用系统、烟气净化系统、灰渣处理系统和飞灰固化系统；3.2） 气相物流主要指空气到高温烟气再到净化处理后的排放烟气，其间经过焚烧处理系统、热能利

5、用系统和烟气净化系统；3.3） 液相物流主要是废水处理流程。废水主要来源于冲渣水、垃圾渗出液和冷却塔排水。3.3.1） 冲渣水易于处理，采用传统电厂废水处理工艺处理便可达标。3.3.2） 我国垃圾焚烧发电厂的垃圾渗出液宜采用两套处理方案，一是喷入炉膛内焚烧，二是送入生活垃圾渗出液处理厂或大规模城市污水处理厂处理，两套方案可同时或单独采用，垃圾水分低于30%时可考虑将垃圾渗出液喷入炉膛内焚烧。锅炉工质由液到汽再到液，循环使用，不纳入物流之列。4）四类污染物一一大气有害物（包括粉尘、酸性气体、二嗯英、重金属蒸气和废热）、废水、飞灰和噪声。大气有害物主要存在于烟气中。目前先进可靠的烟气治理工艺是：4

6、.1） 采用选择性非催化还原烟气脱硝技术（SNCR工艺）控制NOX排放；4.2） 采用半干法或干法吸收工艺去除HC1等酸性气体；4.3） 采用控制炉膛温度和烟气在炉膛内的停留时间，以及活性炭吸附工艺去除二嗯英和重金属蒸气；4.4） 采用高效布袋除尘器去除粉尘及进一步吸附二嗯英和重金属蒸气。4.5） 至于对大气有害的废热和垃圾储仓臭气的控制，以及废水、飞灰都己有成熟工艺与方法加以治理。4.6） 对于噪声污染，建议通过以下三条途径予以控制：4.6.1） 一是选用低噪声设备；462）二是对诸如汽轮发电机组、空压机、引风机、备用柴油发电机之类高声级设备采取降噪措施；463）三是主厂房分区隔声，通过这些

7、措施，确保厂界外一米处夜间噪声不高于50dBo4 .生活垃圾本征无害化高温处理技术生活垃圾本征无害化高温处理技术是一种超低二嗯英的生活垃圾高温处理（焚烧或热解）工艺方法。在我国已建成的垃圾焚烧装置多数都无法做到。由于所谓的“2s”焚烧和850焚烧炉设计准则，使得垃圾焚烧过程所释放的烟气中仍含有大量有毒有害化学物质、尤其是以二嗯英为代表的剧毒性有机物难以得到彻底摧毁，故在后续工序必须采用多种净化方法加以清除，如添加石灰、采用活性炭过滤、外加碱水洗涤吸收等等。这种“2s”焚烧工艺和所谓烟气“半干法”处理方法，给垃圾处理公司人为留下了偷工减料的操作空间。本项目研发的生活垃圾本征无害化高温处理技术，其

8、核心技术包括：延时燃烧系统、烟气超净处理系统和渗滤液资源化系统。这三个系统是本质上区别于传统焚烧技术的核心技术，均已获得国家发明专利。延时燃烧系统是一个高温烟气深度燃烧和有机物彻底被摧毁的具有高温和超长停留时间的热化学分解反应器。在其中，烟气中含带有的毒有害化学物质、尤其是二嗯英等剧毒性有机物、恶臭性有机硫化物等均可以得到彻底分解，转化为相应的低毒无机物，如HC1、HF、So2、Co2、NOX等，这是本技术最核心的工艺环节之一。烟气超净处理系统是一个采用全湿法对烟气超净处理的工艺环节，它依据具体烟气工况而设计，具有集约化结构和强大的净化功能，同时具有烟气降温、烟气脱硫、烟气脱卤(氯和氟)、烟气

9、除臭、烟气精细除尘、烟气末端脱硝、烟气脱重金属等综合功能。通过烟气超净处理，排至烟囱的烟气各项指标不仅满足国标GB18485-2014和EU200076EC(2000)标准的要求，绝大部分指标达到国际领先水平，尤其是二嗯英等高毒性污染物，可降至0.010.00IngTEQ的水平，仅相当于国标、欧标规定的渗滤液资源化系统是本项目对生活垃圾资源化的科学诠释。垃圾渗滤液通常被业内视为最难处理的高COD和BOD、高盐废水，处理设施投资大、成本高。但在本项目中，垃圾渗滤液被视为一种资源。其原理是：垃圾渗滤液中含有多种化学和生化物质，如蛋白质、脂肪、糖类、纤维、化学有机物、无机盐等等，它们在采用科学方法发

10、酵之后，可以转化为CH”CO,NH3,&S等简单有机和无机物质。其中CFU和CO等是高品位能源，NH3是SNCR法处理NOX的还原剂。因此，通过渗滤液资源化处理，一方面可以大幅降低渗滤液废水的COD和BOD,另一方面可以同时得到两种资源：深度SNCR所需的氨源和延时燃烧系统所需提供的高效能源。经过发酵处理之后的渗滤液残液，则可送去市政污水处理中心集中处理，或在本单位废水处理场统一处理。本技术的具体原理见图1所示：蒸汽生活垃圾自然垃圾动物粪便等高温焚烧系统示意图图1生活垃圾本征无害化高温处理技术本技术最突出的优点是超低二嗯英控制技术：采用四道关卡严格把关。（1）高温焚烧系统：由自动控温炉排焚烧炉

11、使炉膛内烟气在高于850C950C条件下焚烧超过2s,可以摧毁系统生成的99.0%以上的二嗯英；（2）高温延时燃烧系统：经过850以上焚烧超过2s的烟气流，直接进入延时燃烧系统，再继续在850900C条件下燃烧2Ns以上，可以摧毁系统生成的99.999%以上的二嗯英；（3）除尘器：烟气在锅炉和省煤器降温后，进入布袋除尘器，在过滤灰尘的同时，可以进一步过滤掉部分残留二嗯英，使烟气中二嗯英含量降低至原始总量的99.9995%以下；（4）烟气超净处理系统：烟气最后进入烟气全湿法烟气超净处理系统，经过降温、碱洗、酸洗、水洗等多重超净处理，最终排入烟囱，这时99.9999%二嗯英已除掉，其毒性当量可降至

12、0.01-0.00IngTEQ/H?,将达到国际最好水平。本技术的烟气排放指标如下表所示。项目名称单位GB18485-2014规定指标（日均）本技术实际排放值烟尘mgNm31010COmgNm35050NOxmgNm3200200SOXmgNm35050HC1mgNm31010HFmgNm311TOCmgNm31010Hg及其化合物mgNm30.050.05Cd及其化合物mgNm30.050.05PbmgNm30.50.5其它重金属mgNm30.50.5二嗯英类ngTEQ/Nm30.10.01或更低注1：均以标准状态下含11%。2的干烟气为参考值换算5 .生活垃圾焚烧发电厂先进可靠工艺简介基于

13、垃圾转换效率、烟气净化率和发电效率等考虑，目前最先进的垃圾焚烧发电工艺趋于统一，主要工艺部分示于生活垃圾自然垃圾动物粪便等高温焚烧系统示意困图2,图中包括垃圾接收与焚烧处理系统，热能利用系统和烟气净化系统。自动控制与监测系统、锅炉饲水系统、灰渣处理系统、飞灰固化系统等系统没有示意在流程图上。蒸汽生活垃圾自然垃圾动物粪便等高温焚烧系统示意图图2生活垃圾先进可靠工艺示意图垃圾接收与焚烧处理系统主要由卸料平台、垃圾储仓、垃圾抓斗、焚烧炉组成；生活垃圾在焚烧炉内焚烧，产生高温烟气，释放大量热量；垃圾抓斗和焚烧炉炉排是其中两台关键设备。流程从垃圾转运车向垃圾储仓卸料开始。卸料平台应满足多辆垃圾转运车同时

14、卸料的要求，垃圾储仓的有效容积最小应保证储存两日处理的垃圾，建议垃圾水分低于30%时储仓大小以储存两日垃圾为标准，垃圾水分在30%40%时以储存三日为设计标准，垃圾水分高于40%时应以储存四日处理垃圾为设计标准，储仓大小不应超过五日垃圾处理量。适当延长垃圾储存时间可降低垃圾水分，从而提高垃圾热值，但随着垃圾储存时间的延长，臭气浓度增大，失水率也会逐渐降低。为了不让臭气外逸以致污染环境，储仓应呈负压状态，而且储仓内空气应送入焚烧炉做为一次助燃空气。垃圾储仓上方的垃圾抓斗将垃圾抓入垃圾进料斗；垃圾经溜槽滑至炉排饲料平台，后被推送到炉排进行全量焚烧（混烧）。垃圾抓斗，除抓送垃圾至进料斗外，还具有三个

15、功能：探测垃圾料位、识别大件垃圾并将其送入大件破碎机、搅拌和疏松储仓内垃圾。对于垃圾全量焚烧，炉排宜采用机械炉排，尽量采用逆推式马丁炉排。炉排应具有三大功能：承载垃圾并使之通过焚烧炉、搅拌混合炉排上垃圾、允许一次助燃空气通过炉排喷入炉膛。垃圾在炉排上经历干燥、热解气化、固定碳着火燃烧、燃烬四个过程。焚烧炉宜采用分区配风以提高垃圾转换效率和控制炉膛温度。60%左右的一次空气被蒸汽或烟气预热后由炉排下方鼓入焚烧炉，40%左右的二次空气在炉排上方鼓入以控制燃烧效率和炉温。有机物的热解气化产物和有机颗粒，甚至固定碳颗粒上升到炉膛，必须予以完全燃烧，而且其中有些物质，如一氧化碳（C0）,只有在温度高达870C时才能完全燃烧，生活垃圾焚烧发电厂宜将炉膛温度控制在870C1050C,烟气在炉膛内的停留时间宜控制在2.5秒左右，以权衡NOX的生成、有机气体的去除、一氧化碳完全燃烧、碳粒的燃烬以及结构的紧凑性等因素。炉膛是焚烧炉的重要组成部分，承担燃烧和传热两大功能，一是保证燃料完全燃烧，提高燃烧效率和降低大气有害物排放；二是通过热量交换将炉膛出口烟气温度冷却到灰渣软化温度（1200