垃圾焚烧炉的类及原理

排气
图8—27 Flank半干法组合洗气系统
图8—26 半干法洗气塔
表8—5 酸性气体控制技术比较
种类
干式 半干式 湿式
去除效率
药剂消 耗电 耗水量 反应物量 废水量 建造费用 操作维护
单独 配合袋滤式除尘器 耗量 量
费用
50%
95%
120% 80% 100% 120% —
90%
80%
90%
98%
y yCaSO3 2 O2 yCaSO4
或
xHCl ySO2 (x 2 y)NaHCO3 xNaCl yNa2 SO3 (x 2 y)CO2
(x y)H 2O
• 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；
• 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。
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
图8—9 立式多层固定炉床焚烧炉
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
二
次
一
燃
次
烧
燃
室
烧
室
医疗垃圾 助燃室
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
图8—5 同轴多室固定炉排焚烧炉
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。
进料
空气
烟气
图8—10 螺旋式固定炉床焚烧炉
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。
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。
原料带入
焚烧过程中 反应生成
冷却过程 中再合成
图8—28 垃圾焚烧产生二噁英的示意图
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。
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。
进气
出气 洗涤液
图8—24 湿式洗气塔的构造
干式洗气法
•原 理
2xHCl ySO2 (x y)CaO xCaCl2 yCaSO3 xH 2O
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Polychloro dibenzo-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、
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
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。
（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。
热解气体
图8—11高温气化固定炉床焚烧炉
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。
废气处理系统
及
进
焚烧系统
料
系
统
废水处理系统
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
• （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。
排 气
图8—25 Flank干法组合洗气系统
半干式洗气法
• 原理 CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3+ H2O Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+ 2H2O 或 SO2+ CaO+1/2 H2O→CaSO3·1/2 H2O • 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。
• 用途
危害性大的工业废物和危险废物。
固体废物
烟气 二次燃烧
图8—12 普通型旋转窑焚烧炉
（一次燃烧）
（二次燃烧）
图8—13 后旋转窑焚烧炉
四、Fra Baidu bibliotek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。
炉渣
图8—7 阶梯往复式机械炉排焚烧炉
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
垃圾焚烧炉的种类及工作原理
可燃区的界限值：
Wy≤50% （ 水分） Ay≤60% （灰分） Ry≥25%（可燃分）
图8—1 垃圾焚烧组分三元图
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
100% 100% 100% 100% —
100% 100%
90%
—
100% 150% 150% —
100% 150% 150%
注：1.去除效率以HCl去除率为准。
2.药剂种类：干式C为a(OH)2粉（95%纯度）、半干C式a为(OH)2乳液（15%）、湿式N为aOH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Polychloro dibenzo-p-dioxins, 略
—
— 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
饲水处理系统
发电系统
贮 存
废热回收 系统
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。
燃 烧 气
空气
炉渣
图8—6 链条式机械炉排焚烧炉
燃 烧 气
• 应用
城市生活垃圾、工业固废和危险废物。
燃烧区 床表区 流化区 删格区
图8—14 沸腾式流化床焚烧炉
二 燃 室 一 燃 室
图8—15 循环流化床焚烧炉
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）。
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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 + H2O NaOH + SO2 → Na2SO3+ H2O
• 特点 • （去1除）率对也酸可性达气90体%的以去上除，效并率附很带高有，去H除Cl高去挥除发率性可重达金98属%（，如SO汞x）
• 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。
水雾
烟 气
图8—16 直接喷水冷却工作示意图
汽包
水包
图8—17 双筒式废热回收锅炉
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
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