流化床焚烧处理城市生活垃圾工艺设计

一般而言，焚烧灰渣是由底灰及飞灰共同组成。飞灰和底灰具有不同的特性，对它们的处理方法也不尽相同。各种灰渣中都含有重金属，特别是焚烧飞灰，其中金属含量特别高，在对其进行最终处理之前必须先经过稳定化处理。另外，灰渣中还存有未然有机成分，这在灰渣处理过程中也应加以考虑。
根据焚烧的温度不同，又可将焚烧炉排出的底灰分为两种：一种是1000℃以下焚烧炉排出的普通的焚烧残渣，另一种是1500℃高温焚烧炉排出的熔融状态的残渣叫烧结残渣。烧结残渣是密度很高的块粒装物质，由于玻璃化作用，使其具有强度高、重金属浸出量少等特点，可又作建筑材料、混凝土骨料、筑路基材等。普通的焚烧残渣一般可以回收铁、玻璃等物质之后作建筑材料。另外，从焚烧过程中的燃烧尾气中收集到的飞灰，可以作为水泥添加剂、土壤改良剂、烧砖辅助材料等。

3.垃圾焚烧工艺设计计算

3.1前言
一座大型的垃圾焚烧厂通常包括下述八个系统：
(1) 贮存及进料系统 本系统由垃圾贮坑、抓斗、破碎机（有时可无）、进料斗及故障排除/监视设备组成。垃圾贮坑提供了垃圾贮存、混合及去除大型垃圾的场所，一座大型焚烧厂设有一座贮坑，负责替3~4座焚烧炉进行供料的任务。每一座焚烧炉均有一进料斗，贮坑上方通常有1~2座吊车及抓斗负责供料，操作人员由屏幕监视或目视垃圾由进料斗滑入炉体内的速度决定进料频率。若有大型物卡住进料口，进料斗内的故障排除装置亦可将大型物顶出，落入贮坑；操作人员亦可指挥抓斗抓取大型物品，吊送到贮坑上方的破碎机，以利进料。
(2) 焚烧系统 即焚烧炉本体内的设备，主要包括炉床及燃烧室。每个炉体仅一个燃烧室。燃烧室一般在炉床正上方，可提供燃烧废气数秒钟的停留时间，由炉床下方往上喷入的一次空气
可与炉床上的垃圾层充分混合，由炉床正上方喷入的二次空气可以提高废气的搅拌时间。
(3) 废热回收系统 包括布置在燃烧室四周的锅炉路管（即蒸发器）、过热器、节热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等装置。锅炉炉水循环系统为一封闭系统，炉水不断在锅炉管中循环，经不同的热力学相变化将能量释出给发电机。炉水每日需冲放一泄出管内污垢，损失的水则由饲水处理厂补充。
(4) 发电系统 由锅炉产生的高温高压蒸汽被导入发电机后，在急速冷凝的过程中推动了发电机的涡轮叶片，产生电力，并将未凝结的蒸汽导入冷却水塔，冷却后贮存在凝结水贮槽，经由饲水泵再打入锅炉炉管中，进行下一循环的发电工作。在发电机中的蒸汽亦可中途抽出一小部分作次级用途，例如助燃空气预热等工作。饲水处理厂送来的补充水可注入饲水泵前的除氧器中
，除氧器以特殊的机械构造将溶于水中的氧除去，防止路管腐蚀。
(5) 饲水处理系统 饲水子系统主要工作为处理外界送来的自来水或地下水，将其处理到纯水或超纯水的品质，再送入锅炉再循环系统。其处理方法为高级用水处理程序，一般包括活性炭吸附、离子交换及逆渗透等单元。
(6) 废气处理系统 从炉体产生的废气在排放前必须先行处理到排放标准。早期常使用静电除尘器去除悬浮颗粒，再用湿式
洗烟塔去除酸性气体（如HCl、Sox、HF等）。近年来则多采用干式或半干式洗烟塔去除酸性气体，配合滤袋集尘器去除悬浮微粒及其他重金属等物质。
(7) 废水处理系统 由锅炉泄放的废水、员工生活废水、实验室废水或洗车废水，可以综合在废水处理厂一起处理，达到排放标准后在放流或回收再利用。废水处理系统一般由数种物力、化学及生物处理单元所组成。
(8) 灰渣收集及处理系统 由焚烧炉体产生的底灰及废气处理单元所产生的飞灰，有些厂采用合并收集方式。国外一些焚烧厂
将飞灰进一步固化或熔融后，再合并底货送到灰渣掩埋场处置，以防止沾在飞灰上的重金属或有机性毒物产生二次污染。

3.2垃圾焚烧工艺各系统的设计计算
垃圾焚烧厂工艺流程见图1：（完全理想化状态下的垃圾焚烧）

 

图1 垃圾焚烧厂工艺流程图

3.2.1垃圾贮坑的设计计算（按3天计算）
压实密度：D=500kg/m3



( m3 )
高度取：H=5m,则面积：

长度取：a=20m,则宽度：
 

3.2.2焚烧系统的设计计算
焚烧炉设计：
焚烧炉的使用寿命一般为20年左右，为了使设备容量得到充分的利用，不使设备在工厂建厂初期设备容量太大，而在工厂使用后期设备容量太小，一般采用工厂使用期的中间年的垃圾性质和垃圾量作为设计基准，因此采用第10年的垃圾量作为基准，其垃圾产量为：
3%

根据垃圾产量选用焚烧炉，选用流化床焚烧炉。
由于我国垃圾热值偏低，水份含量高，垃圾的质量随季节、地区而变化。因此，要求燃烧设备具有较强的适应性，以使成分和热值经常变化的垃圾获得稳定的燃烧。实际运行表明，流化床燃烧技术对垃圾的适应能力很强。因此，对于热值相对较低的垃圾来说，要实现其高效稳定的燃烧，流化床焚烧技术无疑是最佳的选择之一。
本设计选用LYM型流化床焚烧炉，其型号为：LYM-5000，台数为4台，3台工作，1台备用。