生活垃圾焚烧发电厂项目焚烧工艺方案论证.doc

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1、生活垃圾焚烧发电厂项目焚烧工艺方案论证1.1 焚烧炉炉型选择目前国内外应用较多、技术比较成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉。回转窑焚烧炉的燃烧机理与水泥工业的回转窑相类似，主要由一倾斜的钢制圆筒组成，筒体内壁采用耐火材料砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。垃圾由入口进入筒体，并随筒体的旋转边翻转边向前运动。回转窑常用于成分复杂、有毒有害的工业废物和医疗垃圾，在生活垃圾焚烧中极少单独应用。在我国应用回转窑焚烧炉情况显示，由于单台处理规模较小，燃烧工况较为特殊，多作为危废处理设施，不宜用于处理生活垃圾。下面仅对常用的炉排型垃圾焚烧炉与流化床垃圾焚烧炉的应用进行分析。1、机械

2、炉排炉机械炉排炉采用层状燃烧技术，具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围较广，运行及维护简便等优点。是目前世界最常用、处理量最大的城市生活垃圾焚烧炉。在世界各地得到广泛使用，其单台最大规模可达900t/d，技术成熟可靠。垃圾在炉排上通常经过三个区段：预热干燥段、燃烧段和燃烬段。垃圾在炉排上着火，热量来自上方的辐射和烟气的对流，以及垃圾层的内部。炉排上已着火的垃圾通过炉排的特殊作用，使垃圾层强烈的翻动和搅动，通过可控的自动燃烧控制，实现垃圾的充分燃烧。2、流化床焚烧炉流化床技术在70年前便已被开发，之后在20世纪60年代用来焚烧工业污泥，在70年代用来焚烧生活垃圾，80年代在日本得到一定

3、的普及，县场占有率在10%以上，但在90年代后期，由于烟气排放标准的提高和自身的不足，在生活垃圾焚烧上的应用有限。国内近些年来流化床焚烧炉得到了一定程度的应用，但该炉型多用于日处理垃圾300t以下规模的垃圾处理项目，且存在一定争议，有待进一步完善。流化床焚烧炉的焚烧机理与燃煤流化床相似，利用床料的大热容量来保证垃圾的着火燃烬，床料一般加热至600左右，再投入垃圾，保持床层温度在850。流化床焚烧炉可以对任何垃圾进行焚烧处理，燃烧十分彻底。但对垃圾有破碎预处理要求，容易发生故障。另外，国内大部分流化床均需加煤才能焚烧。表5.1-1 炉排型垃圾焚烧炉与流化床垃圾焚烧炉的应用比较项目机械炉排炉流化床

4、焚烧炉单炉处理规模最大900t/d最大500t/d设备占地大较小焚烧炉特点机械炉排，层燃燃烧固定式炉排，流化燃烧垃圾预处理不需要需要灰渣热灼减率达标低垃圾停留时间长短燃烧空气易根据工况调节风压高，电耗高对垃圾适应性含水量调整干燥段适应不同湿度垃圾炉温易随垃圾含水量的变化而波动颗粒度较好需要垃圾破碎烟气中含尘量较低高燃烧介质不用载体需石英砂载体燃烧工况控制较易不易运行费用较低低烟气处理较易较难维修工作量较少较多运行业绩最多较少综合评价处理性能/环保性能好,成本较低故障率高,工程技术需完善,需加煤烧适用性适用于本工程不适用于本工程通过上表比较，机械炉排炉相对其它炉型有以下几个特点：1、机械炉排炉技

5、术成熟，世界各城市绝大部分垃圾焚烧厂均采用该炉型，国内已有数十个项目的成功案例。2、机械炉排炉可实现可靠的燃烧控制，对垃圾适应性强，更能够适应国内垃圾水分、热值的特性，确保垃圾完全燃烧。3、与相关行业相比，烟气污染物可控制在先进水平上。4、经济性较好，垃圾不需要预处理直接进入炉内。5、设备寿命长，运行稳定可靠，维护方便，国内已有成熟的技术和设备。根据国家建设部、国家环保总局、科技部发布的城市生活垃圾处理及污染防治技术政策要求，“目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉”。基于以上几点理由，推荐本项目选用机械炉排型焚烧炉炉型。1.2 焚烧处理生产线的配置根据城市生活垃

6、圾焚烧处理工程项目建设标准的规定和国内外城市生活垃圾焚烧发电厂建设的经验，从投资角度考虑，在总处理规模确定的条件下，在技术可行的情况下，全厂采用焚烧线数量越少，单台垃圾焚烧炉规模越大，焚烧发电厂设备数量和金额也就越少，因此，采用大规模的焚烧炉能够有效的减少单位投资成本和一次性投资在焚烧处理规模一定的情况下，焚烧线数量越少，则维修、操作、管理更为方便，所需运行人员比较少，由于设备相对较少，全厂故障率也随之降低。通过综合比较，从减少设备的一次投资，节省占地，降低垃圾处理费用提高焚烧发电厂生产效率的角度出发，选用单台处理能力600t/d的焚烧炉较为适宜，同时主厂房预留一条600t/d的焚烧线位置。1

7、.3 汽轮发电机组的配置1.3.1 垃圾焚烧发电厂汽轮发电机配置原则本工程是以垃圾焚烧为主，汽轮机组的设置是为了回收利用垃圾焚烧产生的热量，提高全厂的经济性。汽轮发电机组容量及数量的确定应能充分利用垃圾焚烧后产生的热量，同时保证垃圾焚烧炉的稳定运行。汽轮发电机组应根据焚烧炉负荷的变化，调整发电负荷，即“机跟炉”运行。汽轮发电机组选用技术成熟、运行稳定的机组，热力系统在满足焚烧炉运行的基础上尽可能简单、可靠。1.3.2 本项目汽轮发电机配置本项目一期处理规模为600吨/日， 建议本工程先建设1台12MW汽轮发电机组和1套高温旁路凝汽器，远期工程再建设1台12MW机组，这样就能够兼顾本工程和远期工

8、程的需要。而12MW均为成熟产品，性能稳定，维护期短，其故障率远远低于焚烧炉，工作寿命长。在一期工程中，即使单台汽轮机发生故障，蒸汽也可以通过旁路凝汽器进行回收，保证焚烧炉的稳定运行。因此经比较确定本工程配置一套12MW汽轮发电机组并为远期工程预留一套12MW汽轮发电机组的位置。1.4 烟气净化方案1.4.1 烟气排放指标1） 烟气性质：额定工况每台锅炉出口烟气流量估算为7.5104 Nm3/h。烟气主要成分与余热锅炉出口烟气污染物估算量如表5.4-1所示。表5.5-1 烟气主要成分与余热锅炉出口烟气污染物估算量序号项目单位数量序号项目单位数量1N2%56.728HClmg/Nm315002C

9、O2%8.89HFmg/Nm3203O2%8.0010NOXmg/Nm34004H2O22.9611Cd，Timg/Nm30.85SOXmg/Nm360013Hgmg/Nm30.36粉尘mg/Nm3320014其它重金属mg/Nm3657COmg/Nm35015PCDD&PCDFng-TEQ/Nm342）排放标准：在可靠和稳定处理垃圾的同时，必须严格环保标准，降低污染物排放浓度。由于本项目靠近京、津，同时考虑河北省目前严重的大气污染状况，本项目烟气排放指标，按生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)和欧盟2000标准，采用最严格的烟气排放标准。表5.4-2 烟气排放指标表序号污染物

10、名称单 位国家标准GB l8485 -2001GB18485征求意见稿欧盟2000/76/EC本工程保证值日均值小时平均日平均半小时100%日均值小时平均1颗粒物mg/Nm38020(测定均值)103020(测定均值)2HClmg/Nm3755060106010603HFmg/Nm3-14144SOxmg/Nm32608010050200502005NOxmg/Nm34002002502004002002506COmg/Nm315060100501005080测定均值7TOC-10108Hg及其化合物mg/Nm30.20.050.050.059Cd及其化合物mg/Nm30.10.050.050

11、.0510Pb和其他重金属mg/Nm31.61锰铅等其他重金属:0.50.511烟气黑度林格曼级111112二噁英类(TEQ)ng/Nm31.00.10.10.1注：1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。为了达到上述的排放标准，需要确定相应的烟气净化工艺，在通常情况下，烟气净化工艺主要针对酸性气体（HCl，HF，SOx）、NOx、颗粒物、有机物及重金属等进行控制，其工艺设备主要由几部分组成：即酸性气体脱除、颗粒物捕集、NOx的去除和有机物及重金属的去除工艺设备。1.4.2 除尘工艺的确定垃圾焚烧发电厂

12、的飞灰控制多应用静电除尘器、袋式除尘器。随着环保要求的日益严格，因静电除尘器可能产生二噁英类，已基本不再采用。国家相关标准明确规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器。故本工程采用袋式除尘器。1.4.3 酸性气体脱除工艺的确定烟气的气态酸性污染物净化工艺分为干法、半干法和湿法三种。本建议书确定净化工艺是以立足国情，适当超前，方便操作，技术成熟，达到规定的排放标准为指导思想。由于湿法工艺复杂，运行成本高，按本项目烟气污染物排放标准，不宜采用。现代干法和半干法净化工艺，也可满足本项目烟气污染物排放标准，工艺相对简单，运行成本低，本项目建议书推荐采用半干法工艺。并将在本项目可研阶段再进行深入论述

13、，最终确定采用哪种工艺。1.4.4 NOx去除工艺的确定NOx的去除工艺有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)。针对本工程NOx的200mg/Nm3排放要求，拟配置SNCR脱除NOx工艺系统，保证NOx的去除效果。1.4.5 重金属及二噁英去除工艺的确定目前常用的重金属及二噁英去除工艺是在袋式除尘器对二噁英类和重金属有较好的去除效果的基础上，增加活性炭吸附方法，通过在滤袋上和烟气的接触进行吸附去除重金属和二噁英类物质。对二噁英类物质的控制措施还包括：使垃圾充分燃烧；控制烟气在炉膛内的停留时间和温度。国外一些公司对半干法的烟气净化工艺研究表明，当进入除尘器的烟气温度为140160时，对二噁英类的去除率达到99以上，汞的排放检测不出。1.5 垃圾处理工艺流程根据以上的工艺选择，全厂垃圾处理工艺流程框图见图5.5-1。图5.5-1 垃圾处理工艺流程简图