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热能回收法工艺设备及流程简介

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-1热能回收法的工艺流程(二)主要设备主要的设备有焚烧炉、烟气处理系统和飞灰稳定化设备。主要由旋转喷雾反应塔、袋式除尘器、活性炭储存及喷射装置及工艺水系统等组成。在袋式除尘器和反应塔之间的烟道上设有碳酸氢钠喷射装置和活性炭喷射装置,喷射出来的消石灰粉末与烟气中的酸性气体发生中和反应,确保任何时刻酸性气体排放达标。

热能回收法工艺设备及流程简介

(一)工艺流程

图5-1是热能回收法的工艺流程图。废旧纺织品经破碎、压实等预处理后进入锅炉焚烧。焚烧后,炉渣从出渣口排入渣池,集中外运综合利用,主要用来制作市政道路用砖,利用率100%;焚烧炉产生的烟气,经烟道通向高温过热器省煤器,进入烟气净化装置,通过半干式脱酸装置、活性炭喷射装置,处理二噁英、二氧化硫氯化氢等有害物质,再进入布袋除尘器去除烟气中的烟尘,最后经烟囱排入大气;除尘器集聚的飞灰输送至灰库,添加水泥、螯合剂进行固化,飞灰经螯合固化后必须做毒性浸出实验,达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》的要求后,再送入飞灰专用填埋场集中填埋。焚烧产生的热量可用于发电。

图5-1 热能回收法的工艺流程

(二)主要设备

主要的设备有焚烧炉、烟气处理系统和飞灰稳定化设备。

1.焚烧炉

焚烧炉主要可分为机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉和回转式焚烧炉。下面对这几种炉型作简单的介绍。

(1)机械炉排焚烧炉。机械炉排焚烧炉是国际上比较成熟的技术,运行可靠度较高,燃烬度好,适用于大处理量、高热值的垃圾焚烧,是大部分发达国家采用的炉型,在国际上约占有80%的市场份额。机械炉排焚烧炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排炉两大类。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌,具有较理想的燃烧条件,可实现垃圾完全燃烧。滚动炉排炉由于排气孔容易堵塞,维修工作量相对较大,因此使用率较往复炉排炉低。

图5-2是日本三菱重工机械炉排焚烧炉的结构示意图。机械炉排焚烧炉的优点为:运行可靠性好,故障率低;单台处理能力较大;烟气排放量较低,相应减少了烟气净化系统的投资规模;无须垃圾预处理;受热面磨损小;无须混煤燃烧,灰渣产量低。缺点为:需要炉排面积较大,且炉排材质要求高,目前以进口炉排为主,投资高;垃圾水分变动和垃圾热值变化易造成运行控制不稳定,需要对高水分垃圾和不同热值垃圾采取3~5天储存,进行脱水、均匀混合;与流化床焚烧炉比较,由于其炉床负荷较低,炉子体积大,占地面积大;垃圾热值低于4.184×106kJ/kg(1000kcal/kg)时,需要投辅助燃料助燃,此时运行费用较高。

图5-2 机械炉排焚烧炉的结构示意图(三菱重工)

(2)流化床焚烧炉。流化床燃烧技术是20世纪60年代发展起来的一种新型清洁燃烧技术。该技术的基本特征在于在炉膛下部布置有耐高温的布风板,板上装有载热的惰性颗粒,通过床下布风,使惰性颗粒呈沸腾状,形成流化床段,在流化床段上方设有足够高的燃烬段(即悬浮段)。一般物料投入流化床后,颗粒与气体之间传热和传质速率很高,物料在床层内几乎呈完全混合状态,投向床层的垃圾能迅速分散均匀。由于载热体存有大量的热量,投料时炉温不会产生急剧变化,使床温的温度易保持稳定,避免了局部过热,因此,床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高、负荷调节范围宽、炉内燃烧强度大、适合燃烧低热值垃圾的优点。流化床主要包括鼓泡流化床、转动流化床和循环流化床等几种,其中国内较多采用循环流化床形式。(www.xing528.com)

流化床焚烧炉的特点:流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高;对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置;对设备磨损严重,设备维护量大。

(3)回转式焚烧炉。回转式焚烧炉体为略微倾斜和内衬材料为耐火砖的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动,使固体废物均匀混合并沿倾斜角度向前端翻腾移动。为达到固体废物完全焚烧,一般设有两个燃烧室。固体废物在炉体中停留时间较长,可完成垃圾干燥、挥发分析出、垃圾着火直至燃尽的过程,并在第二个燃烧室内实现完全焚烧。

回转式焚烧炉的特点:对焚烧物变化适应性强,特别对于含较高水分的特种垃圾均能实现燃烧,但需要设后燃室,且窑身较长,占地面积大,热效率较低,造价高,处理能力低。

综上所述,比较几种炉型特点,机械炉排焚烧炉受热面磨损小、无须混煤燃烧,灰渣产量低,一般适用于大中型的垃圾焚烧厂;流化床焚烧炉由于投资较少,一般处理规模较小,适用于中小型、垃圾质量较不稳定的焚烧厂;回转窑焚烧炉一般用于小规模特种垃圾如医疗垃圾、工业垃圾等,不适合大规模生活垃圾处理。

2.烟气处理系统

烟气处理系统安装在余热锅炉后部。主要由旋转喷雾反应塔、袋式除尘器、活性炭储存及喷射装置及工艺水系统等组成。

烟气处理系统的工艺流程为:余热锅炉出口的烟气温度为180~190℃,通过烟道进入旋转喷雾反应塔的上部,烟气在进入旋转喷雾反应塔后,与由高速旋转喷雾器喷入的Ca(OH)2浆液进行充分的混合,烟气中的SOx、HCl等酸性气体与Ca(OH)2进行中和反应后被去除,同时,烟气温度被进一步降低到约160℃,经过处理的烟气在旋转喷雾反应塔的下部通过连接烟道进入袋式除尘器。从反应塔出来后,烟气冷却至约160℃然后进入袋式除尘器。在袋式除尘器和反应塔之间的烟道上设有碳酸氢钠喷射装置和活性炭喷射装置,喷射出来的消石灰粉末与烟气中的酸性气体发生中和反应,确保任何时刻酸性气体排放达标。在烟道中的活性炭喷射装置则喷射出大量的粉末活性炭,可高效吸附烟气中的重金属类和二噁英类物质。由于袋式除尘器的滤袋纤维表面附有一层从烟气中捕捉下来的未反应的Ca(OH)2粉末、碳酸氢钠粉末以及活性炭粉末,还可进一步去除烟气中的酸性气体、二噁英与重金属。经袋式除尘器排出的烟气则为洁净烟气,通过引风机经烟囱排入大气。

3.飞灰稳定化设备

飞灰稳定化设备主要包括螯合剂混合搅拌罐、螯合剂喷射装置、飞灰螺旋输送机、水泥螺旋输送机、混合料理刮板机、计量配料装置、螯合混炼装置和压制成型机。工艺流程为:来自烟气净化系统的飞灰,经密闭收集系统送入飞灰储仓,通过螺旋输送机送至计量罐,利用螯合剂稀释液输送泵及供水系统向混炼装置供给螯合剂及水,使重金属和有害物质析出得到有效控制,飞灰经螯合、固化后由危险废弃物转化为一般废弃物,满足一般填埋场的环保要求。

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