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垃圾焚燒爐,是焚燒生活垃圾的設(shè)備,生活垃圾在爐膛內(nèi)燃燒,變?yōu)閺U氣進(jìn)入二次燃燒室,在燃燒器的強(qiáng)制燃燒下燃燒完全,再進(jìn)入噴淋式除塵器,除塵后經(jīng)煙囪排入大氣。

設(shè)備組成

垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統(tǒng),焚燒系統(tǒng),煙霧生化除塵系統(tǒng)及煤氣發(fā)生爐(輔助點(diǎn)火焚燒)四大系統(tǒng)組成,集自動(dòng)送料、分篩、烘干、焚燒、清灰、除塵、自動(dòng)化控制于一體。

應(yīng)用范圍

適用范圍:生活垃圾、醫(yī)療垃圾、一般工業(yè)垃圾,一般工業(yè)垃圾采用高溫燃燒,二次加氧,自動(dòng)卸渣的高新技術(shù)措施,達(dá)到排污的監(jiān)控要求。

設(shè)備分類

按照焚燒方式分為:機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、CAO焚燒爐、脈沖拋式爐排焚燒爐等。

實(shí)例說明

1、主要系統(tǒng)介紹 整套處理系統(tǒng)由下列幾部分組成:助燃系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、集塵器系統(tǒng),電控系統(tǒng)。

2、進(jìn)料方式

由于本焚燒爐屬于特制,采用人工投料的方式。手動(dòng)將動(dòng)物尸體放入焚燒爐內(nèi)。安全起見,投料應(yīng)在火勢微弱的時(shí)候進(jìn)行。進(jìn)料口設(shè)操作平臺,方便投送物料操作及維修。

3、助燃系統(tǒng)

助燃系統(tǒng)主要設(shè)備為燃?xì)馊紵��?/P>

助燃系統(tǒng)的作用是點(diǎn)火開爐和輔助物料焚化(當(dāng)物料熱值較低時(shí),不能維持自身的燃燒時(shí)),天燃?xì)馊剂虾涂諝庠谌紵�器燃燒頭內(nèi)混合燃燒并可以通過調(diào)節(jié)燃燒空氣和燃燒頭獲得最佳的燃燒參數(shù),燃燼氣體在燃燒頭內(nèi)再循環(huán),可以使污染物,尤其是氮氧化物(NOx)的排放降到最低。具有全自動(dòng)管理燃燒程序、火焰檢測、自動(dòng)判斷與提示故障等功能。燃燒器能在程控器的控制下,進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火。燃燒器具有自動(dòng)點(diǎn)火、滅火保護(hù)、故障報(bào)警等功能和火焰強(qiáng)度大,燃燒穩(wěn)定,安全性好,功率調(diào)整大等特點(diǎn)。燃燒器可以手動(dòng)調(diào)節(jié)空氣流量從而改變火焰大小;內(nèi)置調(diào)壓閥,保證出口氣壓穩(wěn)定;同時(shí)也可通過調(diào)整供氣壓力來調(diào)節(jié)燃?xì)饬康拇笮　?/P>

4、焚燒系統(tǒng)

(1)爐本體

爐本體是由耐火材料、保溫材料、絕熱材料砌筑在爐排上部的腔體,外包鋼板以防煙氣泄漏并使?fàn)t本體表面溫度小于50℃。在爐本體側(cè)面設(shè)有檢修門,輔助點(diǎn)火燃燒器也在側(cè)面。爐本體設(shè)有操作臺。

在爐膛內(nèi)煙氣從下向上沖刷物料,將物料中的水分烘干,使物料及時(shí)著火.而且前后拱耐火材料蓄熱又輻射物料,從而保證了物料燃燒溫度。延長了煙氣的停留時(shí)間,使物料及飛灰中的有機(jī)物燃燒完全,提高了有害物質(zhì)的銷毀率。

爐本體以高溫耐火材料做襯,中間是隔熱材料,外層是保溫材料,可減少爐本體的熱損失,提高焚燒效率;外表用鋼板作保護(hù)層,防止漏風(fēng);采用的耐火材料是我司與建筑材料科學(xué)研究院共同開發(fā)的一種耐酸性煙氣腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度的耐火材料。

(2)影響焚燒爐性能的因素

作為一個(gè)焚燒系統(tǒng),最主要的指標(biāo)是焚燒裝置有害物的銷毀率,影響銷毀率的主要有以下幾個(gè)因素:焚燒溫度、滯留時(shí)間,擾動(dòng)和空氣過量系數(shù)。

1焚燒溫度

焚燒溫度是指廢物中的有害成份在高溫下氧化、分解、直至破壞達(dá)到的溫度。一般來說提高焚燒溫度有利于廢物有害物質(zhì)的破壞并可抑制黑煙的產(chǎn)生,但溫度過高不僅加大燃料耗量,還增加了煙氣中氮氧化物的含量。因此,在保證銷毀率的前提下采用適當(dāng)?shù)臏囟容^為合理。

廢物中的有害微生物在70~100℃左右大部分不能生存,處理一般短鏈有機(jī)物的焚燒溫度在700~800℃,所以在本方案中爐體溫度能夠滿足此類廢物的焚燒溫度。

2滯留時(shí)間

滯留時(shí)間是指廢物中有害成份在焚燒條件下發(fā)生氧化、分解,最后完成無害化物質(zhì)所需的時(shí)間,停留時(shí)間的長短直接影響焚燒的銷毀率,也決定爐膛的具體尺寸。影響滯留時(shí)間的因素很多,如焚燒溫度、空氣過剩系數(shù)和空氣在爐內(nèi)同廢物的混合程度等。為保證廢物及燃燒產(chǎn)物全部分解,廢物在焚燒爐內(nèi)600℃左右停留約1小時(shí)左右。

3擾動(dòng)

為使廢物及燃燒產(chǎn)物全部分解,必須加強(qiáng)空氣與廢物、空氣與煙氣的充分接觸混合,擴(kuò)大接觸面積,使有害物在高溫下短時(shí)間內(nèi)氧化分解.焚燒爐有獨(dú)特的供風(fēng)系統(tǒng),且有足夠的風(fēng)壓以加強(qiáng)系統(tǒng)與廢物和煙氣的混合程度。

4過�？諝庀禂�(shù)

物料燃燒所需空氣量是由理論空氣量和過�？諝饬績刹糠纸M成。兩者的總和決定了焚燒過程中的氧氣濃度,而過�？諝饬繘Q定了最后煙氣中的含氧量。爐膛中的氧氣濃度、物料及煙氣同氧的混合程度嚴(yán)重影響著物料的燃燒速度和燒凈率.過量空氣量過大可提高燃燒速度和燒凈率,但會(huì)增大輔助燃料量、鼓風(fēng)量、引風(fēng)量以及尾氣處理規(guī)模,是不經(jīng)濟(jì)的.反之,過量空氣量太小,則燃燒不完全,甚至產(chǎn)生黑煙,有害物質(zhì)分解不徹底.一般空氣過剩量取理論空氣值的30~50% 。

5、尾氣處理系統(tǒng)

集塵器系統(tǒng)

本方案都采用離心式除塵器――旋風(fēng)除塵器,對焚燒后的煙氣進(jìn)行除塵。集塵系統(tǒng)分別由三部份組成:集塵圓筒、倒錐和排氣風(fēng)管組成。集塵系統(tǒng)的作用是將焚燒物料產(chǎn)生的煙氣中含有的顆粒粉塵收集在一起,便于集中清理,同時(shí),可減少對大氣的污染,起到凈化環(huán)境的作用。

集塵系統(tǒng)工作原理: 焚燒物料產(chǎn)生的煙氣中含有的顆粒粉塵在引風(fēng)機(jī)強(qiáng)大的吸力作用下到達(dá)旋風(fēng)除塵器(俗稱集塵桶)。旋風(fēng)除塵器是利用離心降落原理從氣流中分離出顆粒粉塵的設(shè)備。旋風(fēng)除塵器上半部份為圓錐形,當(dāng)含塵氣體從圓筒上側(cè)的進(jìn)氣管的切線方向進(jìn)入時(shí),獲得旋轉(zhuǎn)逆動(dòng),分離出粉塵后從圓筒頂?shù)呐艢夤芘懦?粉塵顆粒自錐形底落入集塵圓筒中。

6、電控系統(tǒng)

配電柜包括:全套設(shè)備的供電主電源、單臺設(shè)備的分供電控開關(guān);全套設(shè)備和單臺設(shè)備的起�？刂埔约氨Ｗo(hù)回路、報(bào)警等;操作面板等.采用集中控制,其中有些設(shè)備為了操作觀察的方便設(shè)置在現(xiàn)場控制。

實(shí)現(xiàn)了所有設(shè)備的手動(dòng)操作的功能和控制柜面板操作,實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)視、報(bào)警等功能,提高了系統(tǒng)控制的可靠性。

最重要的功能,保證了對不同的物料,在不同的燃燒過程中的優(yōu)化控制,從而保證了物料的充分燃燒和排除煙氣的質(zhì)量。對于燃燒機(jī)的優(yōu)化控制還降低了燃燒機(jī)的用油量,使運(yùn)行成本大幅降低。

操作步驟

1、注入燃料,接通電源,啟動(dòng)助燃開關(guān),爐內(nèi)溫度達(dá)到自燃溫度,將病害畜禽肉尸及其產(chǎn)品投入爐內(nèi),關(guān)閉助燃開關(guān),啟動(dòng)自燃開關(guān),病害肉體保持自燃狀態(tài)不能剖割的病害畜禽尸體整體投入焚燒爐中,啟動(dòng)自燃開關(guān),尸體自燃至完全碳化為止。

2、整尸焚毀:不能剖割的病害畜禽尸體整體投入焚燒爐中,啟動(dòng)自燃開關(guān),尸體自燃至完全碳化為止。

3、肉尸分割焚毀:允許分割的病害肉品分割后投入焚燒爐中,啟動(dòng)自燃開關(guān),肉塊自燃至完全碳化為止。

4、臟器焚毀:病害畜禽臟器整體投入焚燒爐中,啟動(dòng)助燃開關(guān),使臟器在助燃狀態(tài)下燃燒至完全碳化為止。

5、焚燒后的碳化物需要選擇地點(diǎn)(遠(yuǎn)離水源地和居民區(qū))進(jìn)行掩埋,徹底杜絕病菌的傳播。

焚燒爐的使用需要考慮環(huán)保的要求:

尾氣排放需要達(dá)到無黑煙、無異味、無大顆粒粉塵等有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

從十九世紀(jì)下半葉開始,西方發(fā)達(dá)國家已著手設(shè)計(jì)和開發(fā)垃圾焚燒設(shè)備。當(dāng)時(shí)應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)和設(shè)備的主要目的是:

1、在高溫下進(jìn)行垃圾的無害化處理,滅除細(xì)菌以及病原體;

2、產(chǎn)生可加以利用的灰渣;

3、避免由于燃燒而產(chǎn)生的煙塵和氣味;

4、將垃圾中含有的能量轉(zhuǎn)換為蒸汽、電能或者熱水加以利用;

5、以盡可能低的成本進(jìn)行垃圾的焚燒處理,而且設(shè)備操作和工作條件合理;

6、焚燒所有無法利用的可燃廢棄物。

世界上第一臺固體廢棄物焚燒設(shè)備誕生在第二次技術(shù)革命時(shí)期的歐洲。十九世紀(jì)下半葉,英國的Paddington已經(jīng)發(fā)展成為一座人口密集的工業(yè)化城市。1870年,一臺垃圾焚燒爐在Paddington市投入運(yùn)行。當(dāng)時(shí)的垃圾水分和灰分均很大,故其發(fā)熱量低而難以焚燒,因此這臺焚燒爐的運(yùn)行狀況不良,不久即停止運(yùn)營。針對垃圾品質(zhì)低劣、焚燒困難的問題,先是采用雙層爐排(下爐排上為強(qiáng)烈燃燒的煤層),進(jìn)而在1884年試圖將垃圾與煤混燒,以改善垃圾燃料的燃燒特性。然而兩種嘗試均未獲得令人滿意的結(jié)果,而且由于煙囪低矮,使得附近的環(huán)境受到刺激性煙氣的污染。

為了解決刺激性煙氣和炭黑污染的問題,首先采取的措施是將焚燒溫度提高到700℃,后來又進(jìn)一步提高到800~1100℃。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知曉燃燒空氣量和投入方式對煙氣溫度的影響,因此相繼采用了加高煙囪、配置送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等措施,以增加通風(fēng)量和滿足焚燒過程對燃燒空氣量的需求。煙囪加高后,同時(shí)也解決了煙氣中刺激性有害物質(zhì)的擴(kuò)散問題。

由于垃圾的種類和成分隨著地域和季節(jié)的不同而可能發(fā)生很大的變化,垃圾焚燒設(shè)備必須具有良好的燃料適應(yīng)性。在這方面,當(dāng)時(shí)所采取的技術(shù)措施是在焚燒爐中增設(shè)垃圾干燥區(qū)以及采用燃燒空氣預(yù)熱。

工作原理

垃圾通過進(jìn)料斗進(jìn)入傾斜向下的爐排(爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)),由于爐排之間的交錯(cuò)運(yùn)動(dòng),將垃圾向下方推動(dòng),使垃圾依次通過爐排上的各個(gè)區(qū)域(垃圾由一個(gè)區(qū)進(jìn)入到另一區(qū)時(shí),起到一個(gè)大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進(jìn)入并與垃圾混合;高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽,同時(shí)煙氣也得到冷卻,最后煙氣經(jīng)煙氣處理裝置處理后排出。

特點(diǎn)

爐排的材質(zhì)要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當(dāng)光滑、排與排之間的間隙相當(dāng)小。另外機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,損壞率高,維護(hù)量大。爐排爐造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用高,使其在中國的推廣應(yīng)用困難重重。

工作原理

爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內(nèi)加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600℃以上,并在爐底鼓入200℃以上的熱風(fēng),使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續(xù)沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經(jīng)過水冷后,用分選設(shè)備將粗渣、細(xì)渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設(shè)備送回到爐中繼續(xù)使用。

特點(diǎn)

流化床燃燒充分,爐內(nèi)燃燒控制較好,但煙氣中灰塵量大,操作復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用較高,對燃料粒度均勻性要求較高,需大功率的破碎裝置,石英砂對設(shè)備磨損嚴(yán)重,設(shè)備維護(hù)量大。

工作原理

回轉(zhuǎn)式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運(yùn)轉(zhuǎn),使?fàn)t體內(nèi)的垃圾充分燃燒,同時(shí)向爐體傾斜的方向移動(dòng),直至燃盡并排出爐體。

特點(diǎn)

設(shè)備利用率高,灰渣中含碳量低,過剩空氣量低,有害氣體排放量低。但燃燒不易控制,垃圾熱值低時(shí)燃燒困難。

工作原理

垃圾運(yùn)至儲存坑,進(jìn)入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機(jī)物(廚余、葉、草等)分解成粉狀物,其他固體包括塑料橡膠一類的合成有機(jī)物和垃圾中的無機(jī)物則不能分解粉化。經(jīng)篩選,未能粉化的廢棄物進(jìn)入焚燒爐的先進(jìn)入第一燃燒室(溫度為600℃),產(chǎn)生的可燃?xì)怏w再進(jìn)入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的組份呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860℃進(jìn)行燃燒,高溫?zé)煔饧訜徨仩t產(chǎn)生蒸汽。煙氣經(jīng)處理后由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室內(nèi)不會(huì)氧化或融化,可在灰渣中分選回收。

特點(diǎn)

可回收垃圾中的有用物質(zhì);但單臺焚燒爐的處理量小,處理時(shí)間長,目前單臺爐的日處理量最大達(dá)到150噸,由于煙氣在850℃以上停留時(shí)間難于超過1秒鐘短,煙氣中二惡英的含量高,環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。

工作原理

垃圾經(jīng)自動(dòng)給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入第一級爐排,在爐排上經(jīng)高溫?fù)]發(fā)、裂解,爐排在脈沖空氣動(dòng)力裝置的推動(dòng)下拋動(dòng),將垃圾逐級拋入下一級爐排,此時(shí)高分子物質(zhì)進(jìn)行裂解、其它物質(zhì)進(jìn)行燃燒。如此下去,直至最后燃盡后進(jìn)入灰渣坑,由自動(dòng)除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒,同時(shí)使垃圾懸浮在空中。揮發(fā)和裂解出來的物質(zhì)進(jìn)入第二級燃燒室,進(jìn)行進(jìn)一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進(jìn)入第三級燃燒室進(jìn)行完全燃燒;高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時(shí)煙氣經(jīng)冷卻后排出。

優(yōu)點(diǎn)

1、處理垃圾范圍廣泛 能夠處理工業(yè)垃圾、生活垃圾、醫(yī)院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。

2、燃燒熱效率高 正常燃燒熱效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃燒熱效率也在70%以上。

3、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低 由于采用了許多特殊的設(shè)計(jì)以及較高的自動(dòng)化控制水平,因此運(yùn)行人員少(包括除灰渣人員在內(nèi)一臺爐僅需兩人),維護(hù)工作量也較少。

4、可靠性高 經(jīng)過近20年運(yùn)行表明,此焚燒爐故障率非常低,年運(yùn)行8000小時(shí)以上,一般利用率可達(dá)95%以上。

5、排放物控制水平高 由于采用二級煙氣再燃燒和先進(jìn)的煙氣處理設(shè)備,使煙氣得到了充分的處理。經(jīng)長期測試,煙氣排放物中CO含量1-10 ppM,HC含量2-3 PPM,NOx含量35 PPM,完全符合歐美排放標(biāo)準(zhǔn)。煙氣在二、三級燃燒室燃燒時(shí)溫度達(dá)1000℃,并且停留時(shí)間達(dá)2秒以上,可使二惡英基本分解,煙氣中二惡英的含量為0.04 ng/m3,遠(yuǎn)低于歐美標(biāo)準(zhǔn)0.1 ng/m3。

6、爐排在壓縮空氣的吹掃下,有自清潔功能。

隨著生產(chǎn)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的迅速崛起,我國已經(jīng)步入城市生活垃圾高產(chǎn)國的行列。據(jù)統(tǒng)計(jì),1990年中國城市垃圾的總產(chǎn)量為6900萬t,其中上海全市垃圾產(chǎn)量為270萬t(每天約7500 t),居全國首位。1995年全國城市垃圾的總產(chǎn)量已達(dá)1億t.根據(jù)對418個(gè)大、中城市的調(diào)查統(tǒng)計(jì),我國城市的垃圾產(chǎn)量以每年10%的速度遞增,預(yù)計(jì)到2010年垃圾年產(chǎn)量將達(dá)約2億t.至2014年,全國垃圾的歷年堆存量已達(dá)60多億t,侵占土地面積多達(dá)5億m2(合75萬畝)。全國600多座城市中,有200多座已為垃圾山所包圍。上海市區(qū)1260 km2范圍內(nèi)有50 m2 以上的垃圾堆近2000個(gè),占地面積約7900畝。垃圾的長期露天堆放對大氣環(huán)境、地下水和土壤等已經(jīng)造成了明顯的威脅和危害。因此,大力發(fā)展我國城市垃圾焚燒技術(shù)的研究和設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用勢在必行。

城市生活垃圾含有可燃和不可燃垃圾兩大部分,其中可燃部分包括廢棄紙張、破布、竹木、皮革、塑料和動(dòng)植物殘余物等。而不可燃部分為各類廢棄金屬、沙石、玻璃陶瓷碎片等。我國城市消費(fèi)水平較低,垃圾不可燃成分比例較高,熱值遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。但是我國城市生活水平正在不斷提高,城市垃圾正向著含水率降低、可燃成分逐漸增加的趨勢發(fā)展,中等以上城市的垃圾熱值一般在2512~4605 kJ/kg,個(gè)別地區(qū)已達(dá)3349~6280 kJ/kg,已達(dá)到或接近垃圾焚燒的要求(熱值不小于3350 kJ/kg)。

應(yīng)該引起注意的是,我國城市垃圾中不可燃成分比例大,垃圾熱值低、水分含量高,而且垃圾的成分因地域、季節(jié)、城市消費(fèi)水平以及年份的不同而變化,因此要求垃圾焚燒設(shè)備對于垃圾成分的變化(特別是水分和熱值的變化)具有很強(qiáng)的適應(yīng)應(yīng)性,可以根據(jù)垃圾成分的波動(dòng)對燃燒過程進(jìn)行及時(shí)、有效的調(diào)整,以保證垃圾的及時(shí)引燃和穩(wěn)定燃燒。自1985年深圳市從日本引進(jìn)馬丁式垃圾焚燒爐以來,我國珠海、廣州等城市也相繼采用了國外垃圾層燃焚燒系統(tǒng),上海浦東新區(qū)生活垃圾焚燒廠也將引進(jìn)法國公司提供的傾斜往復(fù)爐排焚燒爐。應(yīng)該通過引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備,積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),逐步消化國外先進(jìn)技術(shù),再結(jié)合我國的實(shí)際情況,開發(fā)和研制適合我國國情的垃圾焚燒設(shè)備。

分析各種城市垃圾焚燒設(shè)備的特點(diǎn)可知,結(jié)合我國國情來發(fā)展傾斜往復(fù)推飼爐排焚燒爐是合理可行的。在設(shè)計(jì)中,除了要考慮受熱面?zhèn)鳠嵝�率�?還應(yīng)考慮受熱面和爐墻的腐蝕和磨損、煙氣凈化以及自動(dòng)控制等問題。在爐拱和爐膛設(shè)計(jì)和燃燒空氣布置、分配方面,應(yīng)該充分考慮到我國城市垃圾熱值低、水分含量高的特點(diǎn)�？紤]到我國的實(shí)際情況,在研制大型垃圾鍋爐、建設(shè)大規(guī)模垃圾焚燒廠的同時(shí),應(yīng)該鼓勵(lì)開發(fā)中、小型垃圾焚燒設(shè)備。