1、工艺方案流程图
2、工艺方案及流程、项目工艺流程包括:
1)垃圾接收、贮存系统
2)预处理输送系统
3)高温热解气化处理系统
4)余热回收系统
5)尾气净化系统
6)灰渣、飞灰、渗滤液处理系统
7)中央控制系统
3、工艺方案及流程说明
1)垃圾接收、贮存系统:垃圾由垃圾运输车运送至处理厂,经汽车衡称量后进入卸料大厅并卸入垃圾贮坑暂存6-7天。
2)预处理输送系统:行车抓斗将垃圾抓送至双螺旋输送设备的受料斗,输送机将垃圾均匀输送至磁选滚筒,磁选后的垃圾进入破碎机破碎,已破碎垃圾经抛料机抛送至垃圾中转池。行车抓斗将中转池内的垃圾抓送至高温热解气化炉的受料斗并经过液压推料装置推送至炉内。
3)高温热解气化处理系统
A.本技术根据生活垃圾热解气化特性,通过炉内分级燃烧的方式,将热解气化与富氧燃烧高效结合,开发的一种适用于生活垃圾的处理技术。
B.主体装置设计为高温热解气化区和气固分离燃烧燃烧区两个相对独立的单元:高温热解气化区实现垃圾中有机物的充分分解和碳化,气固分离燃烧区实现可燃气体及固定碳的充分燃烧和无害化,整个过程把高温热解气化和高温燃烧有机的结合起来。
C.一燃室炉排分为干燥热解区、主燃区和燃尽区。干燥热解区位于前拱下方,由第一个风室供少量高温风,生活垃圾在这一区域干燥后,在还原性气氛中热解为可燃烧性气体(CH4、CO等),气相产物进入二燃室,在二次高温风的作用下进行富氧燃烧,温度控制在850℃以上,彻底分解有害气体及二噁英。固相产物在燃烧区充分燃烧,燃尽区中残碳已基本燃烬,剩余的少量未燃尽在此段再燃烧。燃尽的炉渣落入集渣斗后经出渣机排入炉渣房。
D.该技术通过调控一次、二次风风速、风量、温度以及给料速度等参数,分级燃烧,控制炉膛燃烧工况,合理分配化学能的释放,以达到生活垃圾燃烬效果。
4)余热回收系统
A.余热利用系统设备主要包括:烟气冷却器及空气预热器。
B.烟气冷却器利用生活垃圾燃烧后的余热,产生热水 ,对高温烟气降温冷却的同时实现热能最大化利用,空气预热器主要利用尾气余热加热炉内一、二次风的温度,实现垃圾处理的资源化。
C.尾气净化系统包括采用“SNCR+半干反应器+干式反应装置+活性炭吸附+布袋除尘技术”,可对烟气中的NOx、粉尘、SO2、HCL和重金属等污染物成分进行有效脱除,使尾气达标排放。
D.尾气处理设备包括:烟气冷却器、空气预热器、半干反应器、SNCR脱硝系统、干式反应装置、布袋除尘器、引风机、烟囱等设备组成。
(1)烟气冷却器:烟气冷却器在尾气处理系统中主要起到对高温烟气降温冷却,及交换热能的作用。
*结构及工作原理:烟气冷却器有盖板、外壳、密排管、检修口、烟气入口、烟气出口、进水口、出水口排气口等部分组成,在主风机的作用下设备烟气侧保持一定负压。高温烟气由烟气入口进入,流经密排管道内部由烟气出口流出,冷却水泵将冷水从进水口打入,流经密排管外部并由出水口流出。由于烟气温度高于冷水温度,则将其热量通过管壁传递给冷水,从而降低自身烟气温度加热水温。
(2)空气预热器:空气预热器在尾气处理系统中主要起到利用尾气余热提高炉内送风温度同时对高温烟气降温冷却。
*结构及工作原理:空气预热器由盖板、观察口、外壳、密排管、过渡烟箱、检修口、烟气入口、烟气出口、一次风进出口、二次风进出口等部分组成,在主风机的作用下设备烟气侧保持一定负压。高温烟气由烟气入口进入,流经密排管道内部由烟气出口流出,一次风机将炉内燃烧所需要的空气从垃圾原料间引出送入一次进风口,流经密排管外部并由一次出风口流出。
*空预预热器利用烟气余热将环境温度空气加热至160℃左右,在一次出风口分出两路,一路在风机高风压下进入炉排底部的各风室,一路由二次风管道送入二燃室作为二次风,给热解可燃气提供氧气并剧烈扰动混合燃烧。提高燃烧效率,高效实现热能有效利用。
5) 尾气净化系统
A.SNCR 脱硝系统:
*SNCR脱硝系统在炉内高温段对烟气中的 NOx 进行高温脱硝。
*在选择性非催化还原(SNCR)的氮氧化物去除的过程中,还原剂是以水溶液状态(尿素)或气态的形式(氨气)喷射到热的烟气中。
*通常用水作为尿素溶液喷射的驱动载体,通过控制喷水量,可以在很少消耗能量的条件下,有效的增加尿素溶液的喷射距离,同时也可以在必要的时候用于降低烟气温度,使尿素在适当的温度区间与烟气中的氮氧化物反应。
*浓度为~10%的CO(NH2)2尿素溶液在配制槽中被均匀搅拌后送至尿素储罐储存,再通过雾化泵提升进入喷嘴,喷嘴靠压力雾化喷入炉膛内,烟气在喷嘴下方区域与雾化的尿素溶液充分混合,烟气中NOx组分在O2的存在下与CO(NH2)2发生还原反应,与此同时尿素溶液水分全部被烟气汽化被烟气带走温。在CO(NH2)2与NOx的比例在2:1时,NOx的还原效率在40%左右。
*脱氮系统采用自动调节控制,排放烟气中氮氧化物含量与脱氮剂形成控制回路,根据氮氧化物含量的变化实现脱氮剂的自动调节。
B.半干反应器
*系统采用顺流式脱酸反应急冷塔,高温烟气从急冷塔顶部进入。急冷塔内喷入急冷水,通过压缩空气将急冷水快速雾化。
*雾化后的急冷水烟气直接与烟气接触,使烟气温度急速下降。从400℃骤冷至200℃, 此温度段的设置可以避开二噁英再合成的温度段,从而达到抑制二噁英再生成的目的。烟气在急冷的过程中,除了降温,还有洗涤、除尘、脱酸的作用。
*急冷水的雾化通过急冷泵站实现,急冷泵站系统由雾化泵、喷枪、管路系统、气路系统、温度检测系统等组成。
*急冷喷枪采用气液两相喷嘴,喷出细小的雾化水到烟气中。喷枪有两路输入:一路为水、另一路为压缩空气。为了有效的保护后续设备,急冷泵为一备一用。
*急冷塔由急冷塔筒体、防腐浇注料、双流体喷雾系统组成。
*急冷塔立式布置,内衬防腐隔热层。采用喷水降温,急冷水采用压缩空气雾化。
*双流体雾化喷嘴喷雾直径大,覆盖面积广,与烟气混合更充分,有利于烟气的降温、调质。双流体喷雾系统的核心是喷嘴。正常工作时,需要同时供给喷嘴一定压力的压缩空气和一定压力的水,在喷嘴的内部,压缩空气与水经过若干次的打击,产生非常小的颗 粒,当被雾化后的颗粒与高温烟气混合后,在短时间内迅速蒸发,带走热量。选用喷枪在适宜的压缩空气压力下,90%颗粒小于150μm,确保急冷水100%蒸发,保证不湿底(“过喷”)。
*急冷喷水量通过调节阀调节,调节阀与急冷塔出口温度联锁并进行自动调节,保证急冷塔出口温度不超过200℃,保护后续设备。碱液加入量通过烟气排放中酸性污染物浓度控制,正常控制急冷水箱内水PH值在9- 11。
C.干式反应装置:主要利用活性炭表面吸附特性和消石灰中和反应能力,在布袋除尘器之前设置的干式反应装置,活性炭和消石灰粉末通过定量给料装置由小型螺旋输送机送入文丘里管道,对烟气中的有害物质进行吸附和反应。当烟气进入布袋除尘器后,未反应完全的活性炭和消石灰粉末被吸附在布袋表面,继续吸附有害物质和烟气中残留的酸性气体进行反应。
D.布袋除尘器
*本布袋除尘器由壳体、滤袋、灰斗、排灰装置、支架和脉冲清灰系统等部分组成。当含尘气体从进风口进入除尘器后,首先碰到进风口中间的斜隔板,气流便转向流入灰斗,同时气流速度变慢,由于重力沉降作用,使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗,起到预收尘的作用。进入灰斗的气流随后折而向上,经过内部装有金属骨架的滤袋,粉尘被捕集在滤袋的外表面,净化后的气体进入 滤袋室上部的清洁室,汇集到出风管排出。
*袋式除尘器关键设备为滤袋材质,八十年代后各国致力于滤料技术的开发,现代技术常以 PTFE 表面过滤材料在袋式除尘器上应用。使之对烟气治理,化学腐蚀、堵塞及破裂等弊病大有改善。薄膜式滤袋利用薄膜表面,以均匀微细的孔径取代一次尘饼功能,使烟尘穿透率近乎为零,由于薄膜材料表面摩擦系数低,疏水性、耐温性及抗老化特性,使之有极佳效果,工作时滤材内部不易造成阻塞,能保持较低的压力损失,提高滤材使用寿命,减少运行费用。PTFE 复膜滤材应用于焚烧厂已有近十年,其成效不但能将微尘排放量捕集到最高效率,而且也确保系统运行可靠。PTFE 覆膜布袋过滤粉尘粒径可达 0.3 微米清灰采用脉冲高压空气喷吹,合理的脉冲间隔和脉冲宽度,以及滤袋良好的清灰性能,极大的保证了设备的运行阻力维持在一个稳定的水平不会超过 1500Pa,同时使烟气的处理量始终保持在一个稳定的状态,从而使整个系统保持工作在一个高效稳定环境。
*除尘器的控制对象包括:清灰控制、卸灰阀控制等。
*除尘器具手动和自动转换功能,并要求控制室(全厂集中或中央控制室)和就地均能操作。除尘器的具体控制要求为:①清灰的控制,当进出口压差超过设定压力时,定压差控制启动,自动动作脉冲阀进行清灰操作,通过 PLC 编程,可实现不同间隔时间、不同周期的间断脉冲清灰动作,当全部滤袋清灰结束时,清灰动作自动完成。②卸灰阀手动启闭。
6)烟囱:采用碳钢+玻璃鳞片防腐,高度 45 米,确保其使用寿命。烟囱的设计根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)严格执行。烟囱的设计符合整套设备使用工况。按《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996)的要求,设置永久采样孔,并安装用于采样和测量的设施,使用温度~150℃。
*烟囱顶部设置避雷针,与地面壁垒装置相连,接地电阻小于 4Ω。附:测试平台、烟气分析仪口、排水口、避雷接地等。
*两条线共用一个烟囱,采用集束式设计,在线监测设备安装在烟道上,烟道满足在线监测设备安装要求。
7)灰渣、飞灰、渗滤液处理系统
A.灰渣收集处置:产生的灰渣落入集灰斗,由出渣机直接排至渣房,根据检测结果判定或可送至制砖厂作为原料加以综合利用或者安全填埋;
B.飞灰收集处置:布袋收集飞灰在飞灰密闭罐内暂存,定期固化螯合后安全填埋,或交有资质的单位处理。
C.渗滤液回收处理系统:垃圾池在靠近卸料门侧布置整条相通的渗沥液收集槽,收集槽上部盖以预制板,隔离垃圾。渗沥液通过沟槽汇集于渗沥液集水井,采用“硝化/反硝化+MBR+NF+二级RO”为主体的处理工艺,硝化/反硝化工艺是针对氨氮去除的生化处理方法,经硝化段和反硝化段的联合作用,实现对COD和氨氮的同时彻底去除,出水通过MBR泥水分离和NF+RO对离子的深度截留达到水质净化的目的。
8) 中央控制系统
A.本项目控制系统设计范围主要包括:垃圾运输接收系统、预处理及输送系统、高温热解气化系统、尾气净化系统、烟风系统、汽水系统、热力系统、燃油系统、化学水处理系统、厂用电系统、压缩空气系统、灰渣系统等。
B.除上述系统外,还包括工业电视监视系统。
C.本工程采用PLC控制系统包括电控柜及工控器等装置。经PLC程序自动调整电机的启停及变频调速,使燃烧温度,给氧量、进料重量和时间的稳定控制。整个系统的运行工况及相关工艺参数可在电脑屏上显示,及时控制。控制柜设有联动、单动两种控制方式。对设备的故障、供气气压等设有报警,并将故障信号送至中控室。“联动”运行:通过PLC可对各电动执行器进行联动控制或手动单独控制;“单动”运行:PLC柜可独立“手动”或“自动”运行。
4、QKHX-80型生活垃圾无害化处理设备清单
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