如果垃圾焚烧完全,则炉渣就将是唯一的残余物质。炉渣将掉落至灌满水的槽中进行冷却,然后充填到炉渣仓中。炉渣的体积应该为进炉垃圾量的5%(或者重量的20%),其中主要包含灰份和不可燃的材料,如废铁、金属和玻璃等。
未来保证烟气的完全燃烧,需要将二次风和回流的烟气吹送到火焰上方。回流的烟气占烟气总体积的20%。与此同时,排放烟气中的氮氧化物(NOx)含量将减少30%。另外,还可以通过向锅炉中喷洒氨水的方式(选择性非催化还原法(SNCR))降低氮氧化物的浓度,在这一过程中,氮氧化物将转化为氮气和水。
在作业开始时,一般要用燃油器加热炉膛。为了保证蒸汽锅炉的压力和循环,在燃烧过程中还要偶尔使用燃油器。在正常的燃烧过程中,只向炉膛中添加由75-85%的生物质燃料组成的,分选后可燃垃圾。
垃圾中的水会在焚烧过程中蒸发,水蒸汽在烟气中的含量占18-22%。在烟气净化的冷凝阶段中,这些水蒸汽会变成热水,其能量通过热吸收泵进行回收。然后这些热水将被引入社区供暖网络中。
四、蒸汽与电力
产生的蒸汽被用于驱动一台汽轮机和一台发电机。发电机产生的电力除了供工厂运行外,还向公共电网送电。一旦离开汽轮机,蒸汽将被引入到汽轮冷凝器中,在这里,蒸汽的热量将被用于集中供热。冷凝后的水将通过给水罐返回到蒸汽锅炉。有些蒸汽还被用于厂区的供暖以及生产工艺过程。
给水的高压条件下被泵送到蒸汽锅炉的气包,而与此同时,其温度也被从140℃预热到200℃。从蒸汽锅炉的气包离开的水将通过管道系统被输送到锅炉中。燃烧生成的高温烟气将水变成蒸汽,而生成的蒸汽将被重新导入锅炉的蒸汽包中。经过过热器的加热后,蒸汽的温度达到400℃,压力达到40巴。
蒸汽通过高压蒸汽室后进入涡轮机。部分蒸汽流在经过蒸汽室后会分别被减压到7巴和3.5巴。另外也可以从涡轮机直接得到被降低到7巴和3.5巴的蒸汽。这部分蒸汽将供厂内使用(如加热泵的操作、一次风的预热、SNCR喷射等)。残余的蒸汽将被导入涡轮机冷凝器用于生热。如果不用于发电,则直接将蒸汽导入冷凝器用于集中供热。
如果生产作业中断,或者涡轮机需要维护,则可以将蒸汽直接引入到备用冷凝器中,而蒸汽中的能量将被用于区域供暖。
在冷凝器中,通过与集中供热来水的热交换可以将蒸汽凝结成水(冷凝物)。通过冷凝室的预热和收集后,冷凝物被泵送回给水罐,然后进入蒸汽锅炉。给水罐通过利用压力为7巴的蒸汽在给水罐中形成大约2.4巴的过压。根据需要可以加入更多的水,但在使用前,这些水必须经过处理,以便保证其不含任何盐分。
垃圾焚烧厂的最大发电量为36.5MW,其中6-8MW可以被用于满足焚烧厂的内部需求。其余的电力将被输送到公共电网中。产生的总电力可以满足10万户住宅的用电需求。
五、烟气净化
烟气中大约99%的颗粒会在静电除尘器中被分离出来。而烟气净化的下一个步骤是将污染物从水中清洗出来。与时同时,烟气中的能量被回收、并被用于集中供热。通过烟气净化可以将热回收量提高20%以上。对排放的烟气进行重新加热可以保证烟气中的水分不会在最终清洁阶段—布袋过滤器中发生冷凝和形成液滴。
静电除尘器:静电除尘器是烟气净化工艺中的第一步。通过静电除尘器,大约99.5%的颗粒(飞灰)将从烟气中被分离出来。这些飞灰将与水净化设备中的污泥相混合,并形成非常稳定的残留产物。
省煤器:烟气通过省煤器向集中供热网络输送热量。而在同时,省煤器可以降低烟气的温度。烟气温度的降低对于随后步骤中对污染物的清理具有举足轻重的作用。
洗涤反应器:对烟气的主要清洗过程就发生在这个反应器中。首先,用喷水的方式将气体的温度降低到60℃。在洗涤反应器中有一层填料材料,通过这些材料烟气可以和循环吸附污染物的工艺水发生最大面积的接触。小颗粒的灰尘、盐酸、氢氟酸、水银和其他重金属会溶于水中,而水会呈极强的酸性。在反应器的顶部是一个液滴分离器。
冷凝反应器:烟气中60%以上的水分是在这个反应器中被冷凝的。可以通过循环水的方式对其进行冷凝。水含量从大约20%降低到7-10%。经过冷凝,污染物和水分会凝结成一种流体,这种流体将通过清洗反应器被泵送到水处理系统中。另外在冷凝反应器中还可以进行热量的回收。在回收过程中,蒸汽中的能量通过冷凝作用被释放到一个中间性的冷却系统中,并通过加热泵输送到区域供暖网络中。冷凝反应器也有填料层和一个可以分离小水珠(气溶胶)的液滴分离器。
包含有各种污染物的冷凝水最后都会被导入水处理系统中。
再加热器:为了避免腐蚀,经过冷凝反应器工序的烟气会被重新加热(从40-45℃到90℃)。
布袋除尘器:烟气的最终净化过程发生在布袋除尘器中。在每个除尘器中有大约一千个由织物材料制成的7.5米长、可以耐受高温的袋子。这些布袋与家用吸尘器中的灰袋很相似。在烟气进入到除尘器之前,需要向其中加入颗粒细微的熟石灰和活性炭。主要成分为含硫酸的酸性气体通过与熟石灰反应而被吸附。二恶英和重金属会被吸附到活性炭中。石灰、炭以及其他游.离颗粒将附着在袋子的外侧,并形成一个单独的层。当气体通过这个颗粒层和布袋后,化学反应和净化过程就宣告完成。在经过硫化稳定处理后,袋式除尘器中的颗粒与静电除尘器中的颗粒(飞灰)以及水净化系统中的污泥混合,形成稳定的残余产物。该产物会被送往填埋场进行处理。烟气引风机可以在炉膛内形成负压,并最终将烟气导入烟囱。
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