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城镇生活垃圾的处理方案及处理设备

文章来源:未知
发布时间:2019-03-05
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   随着城镇生活垃圾无害化处理技术的日渐成熟,城镇生活垃圾的收集、运输、处理处置呈现如下发展趋势:分类收集、分类运输、分类处理处置,以利于实现无害化、减量化、资源化。作业市场化、投资多元化,管理规范化,逐步向全过程管理发展。
 
  企业的治理要规范化,公众的参与要常态化,社会的监督要更加严格化、多元化。在“十三五”规划中,也持续强化设施监管的重要性,要求到2020年底,建立较为完善的城镇生活垃圾处理监管体系,并要求生活垃圾焚烧处理设施应落实日常监管与定期监督性监测制度,以生活垃圾焚烧厂为重点。
 
  焚烧装置概况:
 
  近年来永研环保科技陆续推出等离子火炬工业固废焚烧、等离子火炬医疗废弃物焚烧、等离子火炬生活垃圾焚烧装置等一系列产品。
 
  等离子火炬生活垃圾焚烧装置由等离子火炬、等离子火炬电源、进出料装置、焚烧炉、搅拌输送、烟气处理系统组合而成。
 
  焚烧装置工作机理:
 
  生活垃圾、固态、半固态、液态废弃物由料仓进入等离子火炬焚烧炉,等离子焚烧炉内置等离子火炬焚烧、搅拌输送装置。
 
  生活垃圾在搅拌输送装置作用下,翻滚前移,离子体火炬上千度穿透力极强的等离子焰,在短时间内将生活垃圾焚烧殆尽。
 
  等离子体火炬焚烧炉通入过量空气,生活垃圾充分焚烧,生成CO2、H2O等单质物质,其中汞、锌、铅、锡、铜等重金属以氧化物形式随烟气排出,经活性炭喷射装置,喷射活性炭富集后处理。
 
  等离子火炬焚烧炉内烟气与生活垃圾逆向运动,助燃空气由等离子火炬焚烧炉布气机构输入炉体。
 
  生活垃圾由干燥区进入焚烧区时含水率已经显著降低,高温烟气自焚烧区经干燥区与生活垃圾相向运动。
 
  焚烧炉工作于微负压状态,设有泄爆装置保证设备安全。
 
  烟气净化:SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+袋式除尘。
 
  焚烧装置技术参数:
 
  等离子体火炬:
 
  工作温度: 800--1000℃ 用户设定,自动控制。
 
  输出功率: 100--400kW 自动调节输出功率,精确控制焚烧炉温度。
 
  使用寿命: 连续工作5000小时
 
  焚烧炉:
 
  等离子火炬焚烧炉 (微负压) 日处理50吨--200吨
 
  送料装置: 以处理量决定进料频度。
 
  温度传感器: 实时采集温度数据。
 
  泄压装置保证设备安全
 
  控制器: DCS分散控制系统
 
  温度传感器: 实时采集温度数据。
 
  余热回收: 焚烧产生850-1100度高温气体,经余热锅炉 回收热能后烟气温度大幅降低,回收热能,是企业节能减排获取经济利益,降低生产成本,实现精细化管理的重要举措。
 
  温度传感器: 实时采集温度数据。
 
  烟气处理:
 
  SNCR 装置 向焚烧炉、烟气燃烧室喷氨脱除氮氧化物
 
  活性炭、消石灰喷射装置: 向烟气管道喷射活性炭、消石灰,吸收烟气中的二噁英及重金属。
 
  布袋除尘: 清除烟气中的颗粒物。
 
  氧传感器 控制燃烧室进风量。
 
  除酸塔: 30%氢氧化钠溶液,脱除二氧化硫及酸性物质。
 
  引风机: 变频调速风机,克服布袋除尘风阻,使焚烧系统工作于微负压状态。
 
  等离子火炬焚烧装置技术优势:
 
  等离子火炬热效率高于90%,使用寿命长达5000小时,远高于国内外同行水平。
 
  低运营成本:
 
  直接焚烧生活垃圾,无需添加辅助燃料,设备及厂房投资低。
 
  产品标准化:
 
  缩短生产周期,降低生产成本,以统一的质量及检验标准,流水化的作业方式生产高质量的产品,满足市场需要。
 
  以日处理100吨生活垃圾设备为例的方案比较:
 
  生活垃圾热值低,采用流化床处理则必需掺煤助燃,烟气排放量很大,运营成本居高不下。
 
  等离子火炬焚烧炉可以直接处理生活垃圾、固态、半固态、液态废弃物。
 
  设备处理能力:
 
  每天50吨到200吨。
 
  采用的国家标准,包括但不仅限于以下标准:
 
  《中华人民共和国环境保护法》
 
  《中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法》
 
  《中华人民共和国大气污染防治法》
 
  《中华人民共和国环境噪声污染防治条例》
 
  《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建城[2000]120号)
 
  《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)
 
  《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)
 
  《环境空气质量标准》(GB3095-1996)
 
  《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)
 
  《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)
 
  《锅炉构架抗震设计标准》(JB/T5339-91)
 
  《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标[2001]213号)
 
  《火电工程调整试运质量检验及评定标准》(电力部建质[1996]111号)
 
  《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009)
 
  《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样法》(GB/T16157-1996)
 
  《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》(GB/T18750-2008)
 
  《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-94)
 
  《工艺设备安装工程施工及验收通用规范》(GB50231-98)
 
  《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
 
  《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
 
  《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)
 
  《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-97)
 
  《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》(GBJ126-89)
 
  《建筑设计防火规范》 GB50016-2006
 
  《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002
 
  《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996
 
  《火力发电厂与变电所设计防火规范》 GB50229-2006
 
  《火灾自动报警系统设计规范》
 
  余热回收:
 
  日综合处理生活垃圾 200吨的焚烧设备可以考虑,将焚烧产生的热能用于发电,或以供暖方式回收。
 
  工艺方案:
 
  1、等离子火炬焚烧。
 
  2、向焚烧炉、烟气燃烧室喷氨脱除氮氧化物。
 
  3、烟气净化:SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+袋式除尘。
 
  4、除尘飞灰经鳌和剂和水泥固化处理后填埋,垃圾渗滤液喷入炉内焚烧,垃圾焚烧产生的余热用于发电或以其他方式回收利用。
 
  主要技术特征:
 
  采用等离子火炬焚烧工艺
 
  采用SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+袋式除尘,尾气达标排放。
 
  环保排放指标优于国家标准,污水除生活污水排入城市污水管网外,无其它污水排放,焚烧飞灰进行固化后填埋处理。
 
  生活垃圾焚烧处理产物的处置:
 
  生活垃圾经过焚烧处理达到无害化、减量化的目的,焚烧后的残渣约占垃圾焚烧前质量的 10%~20%,可以制砖或作其他用途。
 
  焚烧产生的烟气经过净化处理后排入大气,垃圾渗滤液喷入炉内,在高温条件下焚烧。
 
  飞灰采取固化处理。
 
  生活垃圾焚烧排放标准:
 
  生活垃圾处理后应达到国家GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》中规定的排放标准。排放指标如下(单位:mg/m3)
 
  烟气黑度 ≤林格曼 I 级
 
  烟尘 ≤80
 
  一氧化碳(CO) ≤150
 
  二氧化硫(SO2) ≤160
 
  氯化氢(HCL) ≤75
 
  氮氧化物(NO2) ≤200
 
  汞及其化合物(Hg) 0.2
 
  镉及其化合物(以 Cd 计) 0.1
 
  铅及其化合物(以 Pb 计) 1.6
 
  铬、锡\锑、铜、锰及其化合物(以 Cr+Sn+Sb+Cu+Mn 计) 4.0
 
  二噁英类 0.4 ng/m3
 
  设监测系统、控制系统、报警系统和应急处理系统并安装防爆装置。使用寿命:30 年
 
  垃圾前处理:
 
  生活垃圾在入炉之前装置磁分选设备,能够满足垃圾焚烧炉的使用要求,本设计,没有设置复杂的垃圾前处理装置以节约投资。
 
  垃圾储池:
 
  储存进厂垃圾,起到对垃圾数量的调节作用,对垃圾进行搅拌、混合、脱水处理,起到对垃圾性质的调节作用,
 
  收集垃圾渗滤液。储池的大小一般为最大处理量的4倍。
 
  焚烧炉助燃用空气从储池的上方抽取,在储池内造成负压,防止储池内的臭气外泄。
 
  垃圾池中的渗滤液汇集到污水井。垃圾池设风机和除臭装置,当焚烧炉停运时排出垃圾池内的气体。
 
  垃圾储池防渗措施:
 
  为防止垃圾储池渗滤液发生渗漏污染环境,在垃圾储池的设计中采用了多层混凝土和多层土工的建筑方式,确保储池不出现渗漏。
 
  垃圾进料系统:
 
  焚烧炉前的进料系统包括:垃圾输送机、炉前垃圾斗(带密封闸门)、摄像机。
 
  输送机把垃圾输送到炉前垃圾斗,全过程密封,垃圾料位监视由炉前垃圾斗侧面的摄像机实现。
 
  一定高度的料位可防止炉内烟气窜出。
 
  停炉时,关闭炉前垃圾斗内的闸门防止炉内烟气窜出。炉前垃圾斗内的垃圾通过垃圾落料管进入焚烧炉内燃烧,垃圾落料管内设有密封门,防止烟气反窜。
 
  生产线工艺流程与设备选择:
 
  拟建工程的生活垃圾焚烧量为 ***t/d,按 300 天计,年处理规模**万 t。考虑设备检修等因素,每条生产线年工作时间为 7600h。
 
  工艺过程:
 
  生活垃圾卸入垃圾卸料大厅,由抓吊送至焚烧炉焚烧;垃圾储存过程产生的渗滤液喷至焚烧炉内焚烧,从垃圾池上方抽气作为焚烧助燃空气以保持垃圾池处于负压状态。
 
  焚烧产生的热量生产蒸汽用于发电或以其他方式回收。
 
  焚烧烟气采用SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+袋式除尘净化工艺,满足烟气排放要求。
 
  飞灰采用螯合剂和水泥固化处理,整个生产过程由中央控制室集中控制。
 
  主要技术性能
 
  表 3—3 生产系统主要技术性能表
 
项    目 单 位 指标
焚烧炉炉型
入炉燃料热值 kJ/kg
设计垃圾焚烧量 t/d
年工作时间 h 7600
焚烧炉台数 1
单台垃圾焚烧能力 t/d
年发电量 kWh/a
炉膛出口烟气温度 ≥850
炉膛内烟气停留时间 s ≥3
炉渣热灼减率 % ≤3
单台蒸汽产量 t/h
蒸汽压力 MPa 3.82
蒸汽温度 450
发电机数量 1
单台发电机功率 kW 5000
烟气处理设施 1
  垃圾焚烧系统主要参数:
 
  垃圾焚烧量 50---200t/d,炉膛出口烟气温度>850℃ ,烟气在炉膛内停留时间>3s,烟气处理是指对垃圾焚烧后产生烟气的净化处理。烟气处理内容包括HCl、SO2、NOX、粉尘、重金属及二噁英等有害物的脱除。
 
  烟气治理系统采用SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+袋式除尘净化工艺。
 
  工艺流程:
 
  焚烧炉烟气,进入反应塔,CaO 经喷嘴喷入反应塔内与烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体反应,脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等酸性气体;烟气从反应塔的顶部排出。
 
  在出口的烟道中加入活性碳粉末,进一步脱除烟气中的二噁英、重金属。烟气经过布袋除尘器过滤后,经过引风机排入烟囱。
 
  酸性组分的脱除烟气中有害的酸性组分NOx、HCl、HF、SO2。焚烧烟气中的NOx含量低于 200mg/m3。
 
  对于HCl、HF、SO2的脱除在本设计中采用等离子火炬半干法脱除,其原理为: 从焚烧炉烟气进入反应塔,CaO粉经喷嘴喷入反应塔内,在CaO粉喷嘴上部设水喷嘴,与烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体反应,脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等酸性气体;烟气从反应塔顶部排出,
 
  在出口的烟道中加入活性碳粉末,进一步脱除烟气中的二噁英、重金属;烟气再经过布袋除尘器除去大部分细灰(飞灰也具有一定的吸附二噁英和重金属等有害物质的功能),干净烟气经过引风机排入烟囱。
 
  送入石灰仓的石灰,纯度 90%,粒度<1mm。
 
  二噁英的生成:
 
  在垃圾焚烧及以后的烟气处理过程中,含氯有机物氧化生成二噁英类物质。
 
  控制措施:
 
  二噁英在 700℃以上基本分解,本设计炉温高于 850℃,保证烟气在焚烧炉二燃室的停留时间大于 3秒。
 
  焚烧炉二燃室设置二次空气喷嘴,烟气中未完全燃烧的物质与空气充分接触燃烧,避免二噁英类物质的生成。
 
  过剩空气:
 
  过多的过剩空气会导致焚烧温度的降低,而过剩空气不足导致焚烧不完全,不利于二噁英分解。本设计确定过剩空气系数为 1.6 。
 
  活性炭吸附:
 
  燃烧烟气进入除尘器前喷入活性炭,吸附烟气中的二噁英和重金属,再经过除尘器滤除,烟气中的二噁英排放值小于 0.4ng/m3,汞、镉、铅重金属排放值分别小于 0.2 mg/m3、0.1 mg/m3、1.6mg/m3。
 
  恶臭污染物的控制:
 
  将焚烧炉前垃圾贮坑封闭设计,采用抽风机抽风,使垃圾贮坑保持微负压,抽出风送垃圾焚烧炉作助燃空气。
 
  除尘:
 
  本设计选用布袋除尘。
 
  重金属及二噁英处理:
 
  焚烧过程遵循3T原则,绝大部分二噁英被分解,少量残留的二噁英采用喷活性炭粉吸附处理和除尘处理降至 0.4ngNEQ/m3以下。
 
  重金属熔点低于 1200℃,部分随烟气排出,在除酸性、除尘过程中被脱除。
 
  CO含量控制:
 
  烟气中的 CO 含量反映焚烧炉的燃烧状况,燃烧愈完全 CO 含量愈低,与炉型设计、空气过剩系数控制密切相关。
 
  主要设备:
 
  等离子火炬垃圾焚烧炉 1 台
 
  引风机 1 台 供料装置 1 台
 
  螺旋出灰机 1 台
 
  风机 1 台
 
  二次风机 1 台
 
  垃圾供料装置 1 台
 
  烟囱高 50m,出口直径 2m,出口流速 10m/s
 
  烟气处理设备:
 
  氨储存及喷射装置1套
 
  吸收塔 1 台
 
  石灰仓 1 个
 
  活性炭注入装置 1 套
 
  布袋除尘器 1 台
 
  引风机 1 台
 
  烟气脱污塔的特点:
 
  反应塔内固体颗粒均匀,内循环充分,气固混合接触良好,气固间传热、传质理想。
 
  在反应塔内石灰粉、飞灰、水均匀混合,生成一定大小的带有一定水份的颗粒,由于水份蒸发与吸附、固体颗粒之间强烈接触摩擦,成就反应塔中气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积,达成理想处理效果。
 
  通过向反应塔内喷水,使烟气温度降到接近水蒸汽分压力下的饱和温度,提高脱硫效率。
 
  反应塔不易腐蚀、磨损。
 
  渗滤液处理:
 
  焚烧炉前垃圾储坑中产生的垃圾渗滤液,COD 大于 8000mg/l,BOD 大于 5000mg/l,采用回喷入炉焚烧以最低的成本实现无害化处理。
 
  渗滤液回喷系统:
 
  垃圾渗滤液收集池的渗滤液经过潜水泵提升后进入渗滤液箱,渗滤液经过加压泵加压后输送至焚烧炉焚烧处理,沉淀于储水箱内的固体物质定期人工排放至垃圾储坑。
 
  垃圾焚烧灰中有部分属于危险废弃物,需要固化、储存、由有资质的危废处理部门处理。
 
  环境监测:
 
  本设计安装烟气连续监测系统(CEMS),监测排烟中烟尘、SO2、NOx、HCL 和 CO 的排放浓度及烟气温度、流量、O2 含量、压力和湿度等技术参数,留有远程输送的接口,符合《火电厂环境监测技术规范》(HJ/T75-2001)的要求。
 
  处理工艺和设备选择:
 
  采用先进的焚烧法工艺、技术,达到垃圾处理无害化、减量化效果。
 
  本设计在工艺流程及设备选择上吸收国内外先进工艺技术、经验。
 
  本设计自动化水平较高,从焚烧到灰渣贮运、热能回收均采用机械化操作,减少操作过程中的物料损失,减少污染物质排放。
 
  水污染治理:
 
  垃圾贮坑排出的渗滤液回喷到焚烧炉中,与垃圾一同进行焚烧。
 
  固体废弃物治理:
 
  垃圾焚烧后的灰渣中不含有机物质,可制砖,或以其他方式再次利用,袋式除尘器回收的粉尘为危险废物,以水泥固化后填埋处理。
 

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