垃圾焚烧炉的种类及原理资料

垃圾焚烧炉的种类及工作原理图8—1垃圾焚烧组分三元图可燃区的界限值：Wy≤50%（水分）Ay≤60%（灰分）Ry≥25%（可燃分）表8—1焚烧各要素的互动关系参数变化搅拌混合程度气体停留时间燃烧室温度燃烧室负荷燃烧温度上升过剩空气率增加停留时间增加可减少会增加可减少可减少会减少——会降低会降低会增加会增加会降低焚烧系统（包括八个子系统）（1）贮存及进料系统•（2）焚烧系统（焚烧炉）•（3）废热回收系统；•（4）发电系统•（5）饲水处理系统•（6）废气处理系统•（7）废水处理系统（8）灰渣收集及处理系统图8—3城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图1-倾卸平台2-垃圾贮坑3-抓斗4-操作室5-进料口6-炉排干燥段7-炉排燃烧段8-炉排后燃烧段9-焚烧炉10-灰渣11-出灰输送带12-灰渣贮坑13-出灰抓斗14-废气冷却室15-热交换器16-空气预热器17-酸性气体去除设备18-滤袋集尘器19-引风机20-烟囱21-飞灰输送带22-抽风机23-废水处理设备贮存及进料系统焚烧系统废热回收系统发电系统饲水处理系统废气处理系统废水处理系统灰渣收集及处理系统图8—4曲径多室固定炉排焚烧炉1-二次燃烧室2-混合室3、5-火焰道4-一次燃烧室6、10-清扫口7-中间口8-炉条9-灰槽11-一般垃圾供料口12-炉床13-医疗垃圾供料口14-医疗垃圾助燃器口一次燃烧室二次燃烧室医疗垃圾助燃室图8—5同轴多室固定炉排焚烧炉一次燃烧室二次燃烧室一、固定炉排焚烧炉特点（1）结构简单、使用方便；（2）间歇式或半连续式操作，处理量小、处理效率低（10～375kg/h）；（3）燃烧不完全；（4）多采用人工加料，劳动强度大，工作环境条件较差。应用少量废物的焚烧处理。图8—6链条式机械炉排焚烧炉燃烧气炉渣空气图8—7阶梯往复式机械炉排焚烧炉燃烧气炉渣二、活动炉排（机械炉排）焚烧炉•特点•（1）可实现操作的连续化、自动化；•（2）处理能力大、工作条件好；•（3）链条式结构相对简单，对物料没有搅动作用，容易出现局部燃烧不完全、燃不尽等现象；•（4）往复式可对料层翻动、扒松，空气与物料接触充分，燃烧完全，性能比链条炉排的要好；•应用工业化、大规模焚烧处理。图8—8水平组装式固定炉床焚烧炉三、固定炉床焚烧炉——水平组装式•特点（1）建造快速简便、制造成本较低；（2）对物料的适应性强，不需物料前处理；（3）可自动连续进料及排灰；（4）但主燃烧室内氧气供给不充分，燃烧温度不高；（5）物料由输送杆推移，对物料的搅拌不足，废物燃烧不完全，残灰中含碳量较高。•应用比较适用于废纸、城市垃圾和医疗垃圾的小型焚烧处理，单炉处理容量在200t/d以下。图8—9立式多层固定炉床焚烧炉1-冷却空气2-中心轴内筒3-中心轴外筒4-搅拌臂内筒5-搅拌臂外筒6-隔板7-搅拌齿三、固定炉床焚烧炉——立式多层炉•特点（1）废物在炉内停留时间长，适合处理含水率高、热值低的污泥；•（2）可使用多种燃料，燃烧效率高；（3）可通过辅助燃烧器来提高炉内温度，运转灵魂、对物料的适应性强；•（4）燃烧器结构复杂、移动零件多、易出故障、维修费用高；•（5）排气温度较低，易产生恶臭。•应用在污泥焚烧方面得到了较为广泛的应用，但不适用于含可熔性灰份的废物，以及需要极高温度才能破坏的废物的焚烧处理。图8—10螺旋式固定炉床焚烧炉烟气空气进料三、固定炉床焚烧炉——螺旋式•特点：•（1）对物料的适应性强、能焚烧各种复杂的固体废物；•（2）处理能力大、运行可靠；•（3）燃烧室的温度低、设备使用寿命长；•（4）可全部实行自动控制、工业化程度高。•应用城市生活垃圾和危险废物。图8—11高温气化固定炉床焚烧炉热解气体三、固定炉床焚烧炉——高温气化式•特点（1）焚烧温度高，物料燃烧完全，对有害物质的破坏彻底；•（2）炉渣实现了熔融固化，避免了焚烧炉渣对环境的危害；•（3）对不同物料的适应性较强；•（4）比较适合有害废物和危险废物的焚烧处理；•（5）焚烧温度高，对设备和运行管理要求高。•用途危害性大的工业废物和危险废物。图8—12普通型旋转窑焚烧炉固体废物烟气二次燃烧图8—13后旋转窑焚烧炉（一次燃烧）（二次燃烧）四、活动炉床焚烧炉——旋转窑式•特点（1）对物料的适应性强，能焚烧气态、液态和固态等多种形态与性质的废物，不同废物可单独焚烧，也可混合焚烧；•（2）易于调节控制、空气配送方便、物料搅动良好，燃烧效率高；•（3）二燃室温度可调，能确保摧毁残余的毒性物质；•（4）旋转窑内无运动部件、运行稳定可靠；•（5）可全部实行自动控制、工业化程度高、处理能力大；•（6）建造费用较高、系统热效率较低；•（7）烟气中悬浮微粒含量较高，废气净化难度较大，且焚烧过程中会形成熔渣，易对旋转窑耐火内衬造成损坏；•（8）球形固体废物易滚出旋转窑，不易燃烧完全。•应用城市生活垃圾、工业固废和危险废物。图8—14沸腾式流化床焚烧炉燃烧区流化区床表区删格区图8—15循环流化床焚烧炉一燃室二燃室五、流化床焚烧炉•特点（1）物料与空气、热载体间充分混合接触，传热传质效率高，燃烧速度快、效率高；•（2）炉内燃烧温度分布均匀，物料燃烧完全；•（3）炉体结构简单，炉体体积较小；•（4）流动的介质对炉内部的磨损较大；•（5）要求进料颗粒均匀，对颗粒大小也有一定的要求；•（6）处理能力不大（常在50～200t/d）。•应用常用于城市垃圾、污泥、危险废物等，或用于对物料进行预处理。图8—16直接喷水冷却工作示意图烟气水雾图8—17双筒式废热回收锅炉水包汽包图8—18离心除尘原理图8—19多管离心除尘器图8—20脉冲清洗式布袋除尘器图8—21逆流清洗式布袋除尘器图8—22静电除尘器工作原理图图8—23静电除尘器的外形图++++++++++++-湿式洗气法•原理（以NaOH碱性药剂时）：NaOH+HCl→NaCl+H2ONaOH+SO2→Na2SO3+H2O•特点•（1）对酸性气体的去除效率很高，HCl去除率可达98%，SOx去除率也可达90%以上，并附带有去除高挥发性重金属（如汞）的潜力；•（2）造价高，耗电、耗水量大；•（3）产生含重金属和高浓度氯盐的废水，若处理不好，会产生二次污染；•（4）尾气排放时产生白烟现象等。图8—24湿式洗气塔的构造进气洗涤液出气干式洗气法•特点•（1）设备简单，维修容易，造价便宜，消石灰输送管线不易堵塞；•（2）但由于固相与气相的接触时间有限，且传质效果不佳，故常须超量加药，药剂的消耗量大；•（3）去除效率较其他两种方法为低，产生的反应物和未反应物量较多，从而增加了后续灰渣处置的难度。OxHyCaSOxCaClCaOyxySOxHCl2322)(24232yCaSOOyyCaSO或OHyxCOyxSOyNaxNaClNaHCOyxySOxHCl223232)()2()2(•原理图8—25Flank干法组合洗气系统排气半干式洗气法•原理CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2OCa(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O或SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O•特点•（1）构造简单、投资少；•（2）压差小、能耗低、运行费用低；•（3）耗水量远低于湿式法、产生的废水量少；•（4）雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；•（5）操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟；•（6）但是喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；•（7）设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。图8—27Flank半干法组合洗气系统排气图8—26半干法洗气塔表8—5酸性气体控制技术比较去除效率种类单独配合袋滤式除尘器药剂消耗量耗电量耗水量反应物量废水量建造费用操作维护费用干式半干式湿式50%90%90%95%98%—120%100%100%80%100%150%100%100%150%120%100%———100%90%100%150%80%100%150%注：1.去除效率以HCl去除率为准。2.药剂种类：干式为Ca(OH)2粉（95%纯度）、半干式为Ca(OH)2乳液（15%）、湿式为NaOH溶液（45%）。二噁英——含有2个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。（Dioxin，简称DXN）（即Polychlorodibenzo-p-dioxins,略写为PCDDs）呋喃——含有1个氧键连结二个苯环的有机氯化合物。（即Polychlorodibenzo-furan,略写为PCDFs）二噁英（类）——PCDDs和PCDFs两类物质的统称。二噁英（PCDDs）呋喃（PCDFs）二噁英的产生①垃圾本身含有的微量二噁英；②含氯前驱体在炉内反应时生成的二噁英（如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等）；③在废气冷却过程中，前驱体等有机物转变成二噁英。图8—28垃圾焚烧产生二噁英的示意图焚烧过程中反应生成冷却过程中再合成原料带入二噁英的控制控制原则首先，要尽量控制其产生；其次，对产生的二口恶英要采取适当的方法进行处理。控制方法（1）控制来源通过废物分类收集，加强资源回收，避免含PCDDS/PCDFS物质及含氯成分高的物质（如PVC塑料等）进入垃圾中。二噁英的控制（2）减少炉内形成（“3T”法）•①保持炉内高温800℃以上（最好是900℃），可将二噁英完全分解（在705℃下相当稳定）；•②保证足够的烟气高温停留时间（1～2s以上），使二噁英充分分解；•③优化炉形和二次空气的喷入方法，充分混合搅拌烟气，使二噁英完全燃烧分解。（3）避免炉外低温再合成（PCDDS/PCDFS炉外再合成现象，多发生在锅炉内（尤其在节热器的部位）或在除尘器设备前）①采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式；•②保持除尘器入口一定的废气温度。（4）进行处理①活性炭或焦炭粉吸附（对干式）；②在洗气塔低温段加入专门的去除剂（对湿式）；③采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式。