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第二篇生活垃圾焚烧技术工艺 第一章垃圾焚烧厂工艺 第一节1.2.3.1焚烧工艺概述生活垃圾焚烧厂系统组成在不一样国家、研究机构有不一样划分方法，或因为垃圾焚烧厂规模不一样而含有不一样系统组成。但现代化生活垃圾焚烧厂基础内容大致相同，其通常工艺步骤框图可参见图垃圾焚烧厂工艺步骤可描述为：前处理系统中垃圾和助燃空气系统所提供一次和二次助燃空气在垃圾焚烧炉中混合燃烧，燃烧所产生热能被余热锅炉加以回收利用，经过降温后烟气送入烟气处理系统处理后，经烟囱排人大气；垃圾焚烧产生炉渣经炉渣处理系统处理后送往填埋厂或作为其它用途，烟气处理系统所搜集飞灰做专门处理；各系统产生废水送往废水处理系统，处理后废水可排入河流等公共水域或加以再利用；现代化垃圾焚烧厂整个处理过程全部可由自动控制系统加以控制。1.2.3.2常见焚烧处理工艺及对应工艺步骤图现在垃圾焚烧厂采取垃圾焚烧炉关键为回转窑、流化床、机械炉排三种。对于不一样型式垃圾焚烧炉，垃圾焚烧厂各系统也肯定含有不一样工艺步骤，因为篇幅所限，不能对三种情况一一介绍。依据各国垃圾焚烧炉使用情况，机械炉排焚烧炉应用最广且技术比较成 ，是中国外生活垃熟，其单台日处理量范围也最大（50-700t/d）圾焚烧厂主流炉型。所以，本节对垃圾焚烧炉讨论对象也限于机械炉排焚烧炉。对各系统而言，其工艺步骤也不尽相同，比如，有些垃圾焚烧厂前处理系统中不设垃圾贮坑，而将垃圾直接送入进料斗。为此，对各系统工艺步骤讨论也仅限于普遍情况。图 2-1-2为某一垃圾焚烧厂主厂房工艺部署纵剖视图。1、前处理系统 垃圾焚烧厂前处理系统也可称为垃圾接收和贮存系统，其通常工艺步骤以下。生活垃圾由垃圾运输车运入垃圾焚烧厂，经过地衡称重后进入垃圾卸料平台（也可称为倾卸平台），按控制系统指定卸料门将垃圾倒入垃圾贮坑。在此系统中，假如设有大件垃圾破碎机，可用吊车将大件垃圾抓入破碎机中进行处理，处理后大件垃圾重新倒入垃圾贮坑。可经过分析垃圾成份统计数据及大件垃圾所占百分比，决定垃圾焚烧厂是否需要设置大件垃圾破碎机。 称重系统中关键设备是地衡，它由车辆承载台、指示重量称重装置、连接信号输送转换装置和称重结果打印装置等组成。承载台依据地衡最大称重决定其标准尺寸，垃圾焚烧厂地衡通常最大称重为15-20t多年来垃圾搜集车呈大型化趋势，出现了称重大于30t地衡。通常大型垃圾焚烧厂全部拥有多个卸料门，卸料门在无投入垃圾情况下处于关闭状态，以避免垃圾贮坑中臭气外溢。为了垃圾贮坑中堆高相对均匀，应在垃圾卸料平台入口处和卸料门前设置自动指示灯，方便控制那个卸料门开启。在垃圾焚烧技术发达国家，这些设施通常全部采取自动化系统，实现了卸料平台无人操作，当垃圾车抵达卸料门前时，传感器感知到有车辆抵达，自动控制卸料门开闭。垃圾贮坑容积设计以能贮存3-5天垃圾焚烧量为宜。贮存目标是将原生垃圾在贮坑中进行脱水；吊车抓斗在贮坑中对垃圾进行搅拌，使垃圾组分均匀；在搅拌过程中也会脱击部分泥砂。这些方法全部可改善燃烧情况，提升燃烧效率。在贮坑里停留时间太短，脱水不充足，垃圾不易燃烧；时间太长，垃圾不再脱水，可燃挥发分溢出太多，也会造成垃圾不易燃烧和能量耗散。2、垃圾焚烧系统垃圾焚烧系统是垃圾焚烧厂中最为关键系统，垃圾焚烧炉提供了垃圾燃烧场所和空间，它结构和型式将直接影响到垃圾燃烧情况和燃烧效果。垃圾焚烧系统通常工艺步骤以下。实际上，垃圾焚烧系统和前处理系统、余热利用系统、助燃空气系统、烟气处理系统、灰渣处理系统、废水处理系统、自动控制系统等亲密相关，这里将它们分开只是为了讨论和分析方便。吊车抓斗从垃圾贮坑中抓起垃圾，送入进料漏斗，漏斗中垃圾沿进料滑槽落下，由饲料器将垃圾推入炉排预热段，机械炉排在驱动机构作用下使垃圾依次经过燃烧段和后燃烬段，燃烧后炉渣落入炉渣贮坑。为了确保单位时间进料量稳定性， 饲料器应含有测定进料 量功效，现行饲料器通常采取改变推杆行程来控制进料体积，但因为垃圾在进料滑槽中密度不均匀，造成进料质量控制并不能达成预期效果。现在，处理这个问题有效方法之一是在滑槽中设置挡板，使挡板上垃圾自由落下以提升垃圾密度均匀性，同时还能够改善滑槽中垃圾堵塞现象。饲料器和炉排可采取机械或液压驱动方法，其中因液压驱动方法操作稳定、可靠性好等优点而应用较广。3、余热利用系统 从垃圾焚烧炉中排出高温烟气必需经过冷却后方能排放，降低烟气温度可采取喷水冷却或设置余热锅炉方法。 余热利用是在垃圾焚烧炉炉膛和烟道中部署换热面，以吸收垃圾焚烧所产生热量，从而达成回收能量目标。在没有设置余热锅炉而采取喷水冷却方法系统中，余热没有得到利用，喷水目标仅仅是为了降低排烟温度。通常来讲，将烟气余热用来加热助燃空气或加热水是最简单和普遍可行方法。而且伴随垃圾焚烧炉容量增加，现在越来越普遍采取设置余热锅炉方法回收余热。 设置余热锅炉余热利用系统，其回收能量方法有多个：利用余热锅炉所产生蒸汽驱动汽轮发电机发电，以产生高端电能，这种方法在现代化垃圾焚烧厂应用最广；提供给蒸汽需求单位及本厂所需一定压力和温度蒸汽；提供热水需求单位所需热水。对于采取余热锅炉垃圾焚烧厂，余热利用系统工艺步骤以下：对于没有设置余热锅炉，采取喷水冷却方法垃圾焚烧厂，其烟气冷却工艺步骤为：在有些垃圾焚烧厂，采取余热锅炉和喷水冷却相结合方法，其工艺步骤为：垃圾焚烧发电热效率通常只有20%左右，怎样提升垃圾焚烧厂热效率已引发了普遍关注。多年来，部分垃圾焚烧厂采取热电联供热系统，将发电后蒸汽或一部分抽汽向厂外进行区域性供热，以提升垃圾焚烧厂热效率。不过，当进行大规模区域供热时，因为区域热能需求随时间、季节改变而改变很大，而垃圾焚烧炉运行不能适应这么大改变，所以，垃圾焚烧炉供热通常只能提供用户一部分热量需求。4、烟气处理系统烟气处理系统关键是去除烟气中固体颗粒、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢等有害物质，以达成烟气排放标准，降低环境污染。各国、各地域全部有不一样烟气排放标准，对应垃圾焚烧厂也有不一样烟气处理系统。烟气处理系统通常有下列多个设备组合：前二种设备组合为现在各国垃圾焚烧厂通常采取烟气处理系统，后一个设备组合可供烟气排放标准较低地域，在建设小型垃圾焚烧厂时选择参考。多年来，二噁英污染引发了世界各国人民普遍关注，而垃圾焚烧厂又是产生二噁英关键起源之一，因为现在对二噁英形成机理还没有达成统一共识，所以经过仅控制焚烧参数来抑制二噁英生成，其效果极难确定。现在所采取去除二噁英方法关键为采取活性炭喷射装置和袋式除尘器。5、灰渣处理系统灰渣处理系统通常有以下多个工艺步骤：从垃圾焚烧炉出渣口排出炉渣含有相当高温度，必需进行降温。湿式法就是将炉渣直接送入装有水炉渣冷却装置中进行降温，然后再用炉渣输送机将其送入炉渣贮坑中。来自静电除尘器或袋式除尘器灰渣称为飞灰，通常情况下，飞灰应和从垃圾焚烧炉出口排出炉渣分别进行处理，这是因为飞灰中重金属含量较炉渣中多。通常做法是将飞灰作为危险品固化后送入填埋厂做最终处理。过去垃圾焚烧炉渣作为通常废弃物，能够在垃圾填埋厂进行填埋处理。伴随环境保护要求愈加严格，炉渣中可能出现重金属渗出也已成为不可忽略问题，炉渣固化和熔融法是现在处理这一问题两种有效路径。国外正在主动开发新炉渣处理方法。6、助燃空气系统助燃空气系统是垃圾焚烧厂中一个很关键部分，它为垃圾正常燃烧提供了必需氧气，它所供给送风温度和风量直接影响到垃圾燃烧是否充足、炉膛温度是否合理、烟气中有害物质是否能够降低。助燃空气系统通常工艺步骤为：送风机包含一次送风机和二次送风机，通常情况下，一次送风机从垃圾贮坑上方抽取空气，经过空气预热器将其加热后，从炉排下方送入炉膛；二次助燃空气可从垃圾贮坑上方或厂房内抽取空气并经预热后，送入垃圾焚烧炉。燃烧所产生烟气及过量空气经过余热利用系统回收能量后进入烟气处理系统，最终经过烟囱排人大气。7、废水处理系统垃圾焚烧厂中废水关键起源有：垃圾渗沥水、洗车废水、垃圾卸料平台地面清洗水、灰渣处理设备废水、锅炉排污水、洗烟废水等。不一样废水中有害成份种类和含量各不相同，所以也应采取不一样处理方法，但这种做法过于复杂，也不现实。通常根据废水中所含有害物种类将废水分为有机废水和无机废水，针对这两种废水采取不一样处理方法和处理步骤。在废水处理过程中，一部分废水经过处理后排入城市污水管网，还有一部分经过处理废水则可加以利用。废水处理方法很多，不一样垃圾焚烧厂可采取不一样废水处理工艺，这里介绍一个常见废水处理工艺。对于灰渣冷却水和洗烟用水等重金属含量较高废水，其废水处理步骤应含有去除重金属步骤。对于这类废水，常采取废水处理工艺为：8、自动控制系统在实现垃圾焚烧厂高度自动化以前，把垃圾焚烧炉看成是各个系统组合，自动化工作关键集中在实现这些单独系统自动化管理，如垃圾焚烧状态电视监视，多种设备通电情况显示等。随即，为了推进各个系统设备自动化管理向更高水平发展，实现垃圾供料、垃圾焚烧一体化、自动化，引进了垃圾焚烧炉自动化燃烧控制系统。另外部分相关设备自动化也有了进展，比如：垃圾接收、灰渣输送和自动称重设备、吊车自动运行设备等自动化全部实现了实用化。现在，因为计算机应用，垃圾焚烧炉运行管理除了日常操作实现了自动化，部分非日常操作也实现了自动化，比如：垃圾焚烧炉、汽轮机开启和关闭等。垃圾焚烧系统自动化范围，大致可分为以下三个方面：设施运行管理必需数据处理自动化；垃圾运输车及灰渣输车车辆管理自动化；设备机器运行操作自动化。上述多种运行操作实现自动化以后，为了实现最好运行状态，现在仍必需依靠人判定。国外正在开发多种多样软件，能够和熟练操作员判定很靠近，能够进行图象解析、模糊控制等。现在这些软件仅作为主软件支持系统，能够相信，在不远未来，综合运行状态最优化控制是完全可能。垃圾焚烧厂经典工艺步骤框图见图2-1-32-1-21.2.3.3 焚烧工艺实例介绍嘉定固处中心和 江桥焚烧厂工艺，即从垃广义上，垃圾焚烧系统包含整个垃圾焚烧厂（图圾前处理到烟气处理等，但本章焚烧系统仅指从垃圾吊车接到垃圾以后至二次燃烧室出口和垃圾焚烧炉渣出渣机。所以，本章焚烧系统含垃圾接收、燃烧（干燥、燃烧、燃烬）、出渣，燃烧气体完全燃烧和为确保完全燃烧助燃和空气供给（一次助燃空气和二次助燃空气）等工艺.从不一样角度，垃圾焚烧炉分类很多。另外，很多焚烧工艺表现在具体焚烧设备上，所以结合设备篇阅读工艺篇愈加好。按焚烧室分类1）单室焚烧炉要求在一个燃烧室内完成：供给空气；热分解、表面燃烧；完成垃圾挥发成份、固定碳素、臭气成份、有害气体完全燃烧等全部过程。图 为单室焚烧炉示意图。当处理挥发性成份含量高，热分解速度快且在干燥过程中易产生臭气和有害气体物质时，通常而言，单室焚烧炉常会产生不完全燃烧现象。所以，除了在用来处理少数工业垃圾以外，在生活垃圾处理领域应用极少。2-3-42）多室焚烧炉在一次燃烧过程中，不供给全部所需空气，而只供给能将固定碳素燃烧空气，依靠燃烧气体辐射、对流传热等将垃圾干馏，在二次或三次燃烧过程中将干馏气体、臭气、有害气体等完全燃烧设备称为多室焚烧炉。通常而言，处理燃烧气体量较多物质时多使用本类炉。在生活垃圾理领域，多采取多室焚烧炉。2-3-5 2、按炉型分类按炉型可把焚烧炉分为炉排炉、流化床炉和回转窑炉等类型。 1）炉排型焚烧炉炉排型焚烧炉形式多样，其应用占全世界垃圾焚烧市场总量80%以上，图2-3-6 所表示。该类炉型最大优势在于技术成熟，运行稳定、可靠，适应范围广，绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧。尤其应用于大规模垃圾集中处理，可使垃圾焚烧发电（或供热）。但炉排需用高级耐热合金钢作材料，投资及维修费较高，而且机械炉排炉不适合含水率尤其高污泥，对于大件生活垃圾也不宜直接用炉排型焚烧炉。机械炉排炉垃圾燃烧工艺特点以下。燃烧温度。垃圾燃烧温度是指垃圾中可燃物质和有毒有害物质在高温下完全分解，直至被破坏所需要达成合理温度。依据经验，该温度范围在800-1000 之间。垃圾燃烧过程。垃圾在炉排上焚烧过程大致可分为三个阶段。第一阶段：垃圾干燥脱水、烘烤着火。针对中国现在高水分、低热值垃圾焚烧，这一阶段必不可少。通常为了缩短垃圾水分干燥和烘烤时间，该炉排区域一次进风均需经过加热（可用高温烟气或废蒸汽对进炉空气进行加热），温度通常在200 左右。第二阶段：高温燃烧。通常炉排上垃圾在900左右范围燃烧，所以炉排区域进风温度必需对应低些，以免过高温度损害炉排，缩短使用寿命。第三阶段：燃尽。垃圾经完全燃烧后变成灰渣，在此阶段温度逐步降低，炉渣被排出炉外。炉内停留时间。垃圾焚烧停留时间有两层含义。一是指垃圾从进炉到从炉内排出之间在炉排上停留时间，依据现在垃圾组分、热值、含水率等情况，通常垃圾在炉内停留时间为1-1.5s。二是指垃圾焚烧时产生有毒有害烟气，在炉内处于焚烧条件深入氧化燃烧，使有害物质变为无害物质所需时间，该停留时间是决定炉体尺寸关键依据。通常来说，在850以上温度区域停留2s，便能满足垃圾焚烧工艺需要。炉排式焚烧炉按炉排功效可分为干燥炉排、点燃炉排、组合炉排和燃烧炉排；按结构形式可分为移动式、往复式、摇摆式、翻转式和辊式等。炉排型焚烧炉特点是能直接焚烧生活垃圾，无须预优异行分选或破碎。其焚烧过程以下：垃圾落入炉排后，被吹入炉排热风烘干；和此同时，吸收燃烧气体辐射热，使水分蒸发；干燥后垃圾逐步点燃，运行中将可燃物质燃尽；其灰分和其它不可燃物质一起排出炉外。到现在为止，炉排已广泛应用于生活垃圾处理中，关键包含以下类型。移动式（又称链条式）炉排。通常使用连续移动传送带式装置。点燃后垃圾经过调整填料炉排速度可控制垃圾干燥和点燃时间。点燃垃圾在移动翻转过程中完成燃烧，炉排燃烧速度可依据垃圾组分性质及其焚烧特征进行调整。往复式炉排。是由交错排列在一起固定炉排和活动炉排组成，它以推移形式使燃烧床一直处于运动状态。炉排有顺推和逆推两种方法，马丁式焚烧炉炉排即为一个经典逆推往复式炉排，这种炉排适合处理不一样组分低热值生活垃圾。摇摆式炉排。是由一系列块形炉排有规律地横排在炉体中。操作时，炉排有次序地上下摇动，使物料运动。相邻两炉排之间在摇摆时相对起落，从而起到搅拌和推进垃圾作用，完成燃烧过程。翻转式炉排。由多种弓形炉条组成。炉条以间隔摇动使垃圾物料向前推移，并在推移过程中得以翻转和拨动。这种炉排适合于轻质燃料焚烧。回推式炉排。是一个倾斜往返运动炉排系统。垃圾在炉排上往返运动，一直交错处于运动和松散状态，因为回推形式可使下部物料燃烧，适合于低热值垃圾焚烧。6辊式炉排。它由高低排列水平辊组合而成，垃圾经过被动轴子输入，在向前推动过程中完成烘干、点火、燃烧等过程。2）流化床焚烧炉流化床焚烧炉能够对任何垃圾进行焚烧处理。它最大优点是能够使垃圾完全燃烧，并对有害物质进行最根本破坏，通常排出炉外未燃物均在1% 左右，燃烧残渣最低，有利于环境保护，同时也适适用于焚烧高水分污泥类等物质。流化床焚烧炉关键用来焚烧轻质木屑等，但多年开始逐步应用于焚烧污泥、煤和生活垃圾。流化床焚烧炉依据风速和垃圾颗粒运动情况可分为固定层、沸腾流动层和循环流动层。固定层。气速较低，垃圾颗粒保持静态，气体从垃圾颗粒间经过。沸腾流动层。气速超出流动临界点状态，从而在颗粒中产生气泡，颗粒被猛烈搅拌处于沸腾状态。循环流动层。气体速度超出极限速度，气体和颗粒之间猛烈碰撞混合，颗粒在气体作用下处于飞散状态。流化床垃圾焚烧炉关键是沸腾流动层状态。下图为流化床结构。通常垃圾粉碎到20cm以下后再投入到炉内，垃圾和炉内高温(600-800）接触混合。瞬间气化并燃烧。未燃尽成份和轻质垃圾一起飞到上部燃烧室继续燃烧。通常认为上部燃烧室燃烧占40%左右，但容积却占流化层4-5倍，同时上部温度也也比下部流化层高100-200，通常也称为二燃室。不可燃物和流动沙沉到炉底，一起被排出，混合物分离成流动沙和不可燃物，流动沙可保持大量热量，所以流回炉循环使用。70%左右垃圾灰分以飞灰形式流向烟气处理设备。流化床炉体较小，焚烧炉渣热灼减率低（约1%） ，炉内可动部分设备少，同时因为流动床将流动沙保持在一定湿度，所方便于天天开启和停炉。但因为流化床焚烧炉关键靠空气托住垃圾进行燃烧，所以对进炉垃圾有粒度要求，通常期望进入炉中垃圾颗粒小于50mm，不然大颗粒垃圾或重质物料会直接落到炉底被排出，达不到完全燃烧目标。所以流化床焚烧炉全部配置了大功率破碎装置，不然垃圾在炉内确保不了完全呈沸腾状态，无法正常运转。另外，垃圾在炉内沸腾全部靠大风量、高风压空气，不仅电耗大，而且将部分细小灰尘全部吹出炉体，造成锅炉处大量积灰，并给下游烟气净化增加了除尘负荷。流化床焚烧炉运行和操作技术要求高，若垃圾在炉内沸腾高度过高，则大量细小物质会被吹出炉体；相反，鼓风量和压力不够，沸腾不完全，则会降低流化床处理效率。所以需要很灵敏调整手段和相当有经验技术人员操作。3）回转窑焚烧炉回转窑焚烧炉是一个成熟技术，假如待处理垃圾中含有多个难燃烧物质，或垃圾水分改变范围较大，回转窑是惟一理想选择。回转窑因为转速改变，能够影响垃圾在窑中停留时间，而且对垃圾在高温空气及过量氧气中施加较强机械碰撞，能得到可燃物质及腐败物含量很低炉渣。回转窑可处理垃圾范围广，尤其是在工业垃圾焚烧领域应用广泛。在生活垃圾焚烧中应用关键是为了提升炉渣燃尽率，将垃圾完全燃尽以达成炉渣再利用时质量要求。这种情况下，回转窑炉通常安装在机械炉排炉后。 图为作为干燥和燃烧炉使用回转窑；燃尽炉排；在此步骤中，机械炉排作为燃尽段安装在其后，作用是将炉渣中未燃尽物完全燃烧。但该技术也存在显著缺点：垃圾处理量不大，飞灰处理难，燃烧不易控制。这使它极难适应发电需要，在目前垃圾焚烧中应用较少。回转窑炉是一个带耐火材料水平圆筒，绕着其水平轴旋转。从一端投入垃圾，当垃圾抵达另一端时已被燃尽成炉渣。根据不一样依据，回转炉可分成以下几类。顺流炉和逆流炉。依据燃烧气体和垃圾前进方向是否一致分为顺流炉和逆流炉。处理高水分垃圾选择逆流炉，助燃器设置在回转窑前方（出渣口方），而高挥发性垃圾常见顺流炉。熔融炉和非熔融炉。炉内温度在 1100 以下正常燃烧温度域时，为非熔融炉。当炉内温度达约1200 以上时，垃圾将会熔融。带耐火材料炉和不带耐火材料炉。最常见回转窑通常是顺流式且带耐火材料非熔融炉。在垃圾焚烧技术发展早期，固定炉排炉在生活垃圾焚烧领域得到一定应用，但因为其焚烧效果不足，很快便被机械炉排炉替换了。机械炉排炉焚烧技术发展历史很长，技术开发不停进步，所以至今提到垃圾焚烧炉，便不言而喻是机械炉排炉了。流化床炉技术在70年前便已被开发，以后在 20世纪60 年代应用来焚烧工业污泥， 在70年代初用来焚烧生活垃圾，80年代在日本得到相当普及，市场拥有率达10%以上，但在90年代后期，因为烟气排放标准提升，流化床炉在生活垃圾焚烧炉市场几乎消失。现在日本各厂家转而致力于应用流化床炉来气化熔融生活垃圾技术开发。热分解处理生活垃圾技术开发以后，因为生产产品（碳、气）难以满足质量要求而难以找到使用者，所以没有很大发展。而为了抑制二噁英等有害物质气化熔融处理生活垃圾技术首先在欧洲得以开发。欧洲多种气化技术几乎全部被引进到日本并改善而投入日本市场，有些技术其实绩比欧洲更多。同时日本凭借其雄厚流化床炉技术，还开发出流化床炉气化熔融技术，并开始投入市场，也所以一改一直引进焚烧技术局面，技术出口至欧洲。回转窑炉关键是用来处理工业垃圾，所以在此仅对机械炉排炉、流化床炉和气化熔融技术进行比较（见表焚烧炉设计1、工厂处理规模处理规模通常以天天或每小时处理垃圾重量和烟气流量来定。评价工厂处理规模时需要注意是，重量并非唯一指标，它和烟气流量有亲密关系。因为垃圾性质不一样，一样重量垃圾会产生不一样烟气量，烟气量将直接决定焚烧炉后续处理设备规模。通常而言，垃圾低位热值越高，单位垃圾产生烟气量越多。 2、处理垃圾性质确实定计划垃圾焚烧厂，选择设备时，必需确定垃圾关键性质：垃圾三成份（水分、灰分、可燃分），化学成份，低位热值，相对密度等。焚烧炉使用寿命通常为20年左右，而垃圾关键性质伴随生焚烧炉使用寿命通常为活水平、生活习惯、环境保护政策、产业结构等改变而变，所以有必需尽可能正确地估计未来垃圾性质改变，方便正确地选择设备，提升投资效率。为了使设备容量得到充足利用，不使设备在工厂建厂早期设备容量太大，而在工厂使用后期设备容量太小，通常采取工厂使用期中间年垃圾性质和垃圾量作为设计基准。3、处理能力垃圾焚烧厂处理能力有一定范围，它依据垃圾性质、焚烧灰渣、助燃条件等而有所改变。最常见焚烧能力表示方法是垃圾焚为处理能力天天1000t焚烧厂燃烧图。从图中能够看出，其处理能力伴随垃圾热值，助燃有没有等而改变。所以在设计垃圾焚烧厂时，要注意设计条件，并确保在多种条件下均达成设计能力。4、炉排机械负荷和热负荷炉排机械负荷是表示单位炉排面积垃圾燃烧速度指标，即单位炉排面积，单位时间内燃烧垃圾量，通常而言，炉排机械负荷选择有下述标准：高水分低热值垃圾采取机械负荷值较低；要求焚烧炉渣热灼减率值低时，机械负荷值要低；燃烧空气预热温度越高，机械负荷值越高；每台炉规模越大，机械负荷值也越高；水平炉排比倾斜炉排机械负荷值稍低。炉排机械负荷是垃圾焚烧炉设计关键指标，但不能仅用炉排面积来衡量垃圾焚烧炉处理能力，它和其它原因如炉形、结构等设计亲密相关。5、燃烧室热负荷 燃烧室热负荷是衡量单位时间内单位容积所承受热量指标。这里燃烧室容积是一次燃烧室和二次燃烧室之和。热负荷值通常在范围内。燃烧室热负荷大小即表示燃烧火焰在燃烧室内充满程度，燃烧室太小，燃烧室内火焰过于充满，炉温过高，炉壁耐火材料轻易损伤，烟气炉内停留时间也不够，轻易引发不完全燃烧，严重时会造成一氧化碳在后续烟道中再燃烧甚至引发爆炸。炉壁和炉排上也易熔融结块。 燃烧室过大时，热负荷偏小，炉壁散热过大，炉温偏低，炉内火焰充满不足，燃烧不稳定，也轻易使焚烧炉渣热灼减率值偏高。6、燃烧室出口温度和烟气滞留时间在20 世纪80年代，通常要求燃烧室出口温度为750-950oc此温度域烟气停留时间为 1s 左右。到了90 年代以后，为了是燃烧愈加完全，同时为了尽可能避免产生二 英等有害物质，通常要求燃烧室出口温度为850-950oc ，且在此温度域停留时间为2s以上设计越来越多，基础上成为现在大中型焚烧炉设计标准。同时，从垃圾臭气焚烧分解角度来看，要求燃烧温度在700oc以上。燃烧温度过低，停留时间在0.5s以上。烟气滞留时间过短，将易产生不完全燃烧。但同时要注意是燃烧温度过高，也有很多不良影响。燃烧温度过高，不仅轻易烧坏炉壁、炉排，使垃圾熔融结块，堵塞锅炉热交换管和烟道，影响正常运行，而且同时会产生过多氧化氮。所以，通常设计燃烧室出口温度为800-950 为佳。热灼减率 下图所表示，焚烧炉渣热灼减率是指焚烧炉渣中未燃烬分重量，并非相对垃圾而言。炉渣热灼减率是衡量焚烧炉渣无害化程度关键指标，也是炉排机械负荷设计关键指标之一。现在焚烧炉设计时炉渣热灼减率通常在5% 以下。大型连续运行焚烧炉也要求在3%以下。在焚烧炉渣未燃分中，除了腐烂性有机质以外，还有非腐烂性碳素，含有塑料、橡胶等，所以仅凭热灼减率一个指标来判定炉渣卫生程度可能不完全。在德国，除了热灼减率以外，还要求焚烧炉渣有机成份在0.1% 以下（约相当于热灼减率7%-10%）。二、固体废物焚烧炉设计通常标准固体废物焚烧炉设计基础标准，是使废物在炉膛内按要求焚烧温度和足够停留时间，达成完全燃烧。这就要求选择适宜炉床，合理设计炉膛形状和尺寸，增加废物和氧气接触机会，使废物在焚烧过程中水气易于蒸发、加速燃烧；和控制空气和燃烧气体流速及流向，使气体得以均匀混合。影响焚烧炉设计原因焚烧炉设计关键和被烧垃圾性质、处理规模、处理能力、炉排机械负荷和热负荷、燃烧室热负荷、燃烧室出口温度和烟气滞留时间、热灼减率等原因相关。（）垃圾性质垃圾焚烧和垃圾性质有亲密关系，包含垃圾三成份 （水分、灰分、可燃分）、化学成份、低位热值、相对密度等。同时因为垃圾关键性质随大家生活水平、生活习惯、环境保护政策、产焚烧定义通常来讲，焚烧是一个为了减量、回收能量或无害化废物高温氧化过程。所以，美国环境保护局（EPA ）定义其为在封闭装置中经过可控制火焰燃烧。废物焚烧处理原理三、影响焚烧过程原因影响生活垃圾焚烧过程原因关键包含生活垃圾性质、停留时间、温度、湍流度和空气过量系数。其中停留时间、温度、湍流度和空气过量系数称为“ 3T ，是焚烧炉设计和运行关键控制参数。1、生活垃圾性质 生活垃圾热值、成份组成和颗粒粒度等是影响生活垃圾焚烧关键原因。生活垃圾热值越高，焚烧释放热能越高，焚烧也就越轻易开启。生活垃圾粒度越小，生活垃圾和周围氧气接触面积也就越大，焚烧过程中传热及传质效果越好，燃烧越完全。所以，在生活垃圾焚烧前，应进行破碎预处理；生活垃圾水分过高，造成干燥阶段过长，着火困难，影响燃烧速度，不易达成完全燃烧。2、停留时间生活垃圾焚烧是气相燃烧和非均相燃烧混合过程，所以生活垃圾在炉中停留时间必需大于理论上固体废物干燥、热分解及固定碳组分完全燃烧所需总时间。同时还满足固体废物挥发分在燃烧室中有足够停留时间以确保达成完全燃烧。即使停留时间越长焚烧效果越好，但停留时间过长也会使焚烧炉处理量降低，焚烧炉建设费用加大。3、温度温度是指生活垃圾焚烧所能达成最高焚烧温度，通常来说在生活垃圾层上方并靠近 焚烧温度越高，燃烧越充足，二 英类燃烧火焰区域内温度最高，可达物质去除得得也就越根本。4、停留时间和温度乘积又可称为可燃组分高温暴露。在满足最低高温暴露条件下，能够经过提升焚烧温度，缩短停留时间；一样能够在燃烧温度较低情况下，经过延长停留时间来达成可燃组分完全燃烧。5、湍流度湍流度是表征生活垃圾和空气混合程度指标。在生活垃圾焚烧过程中，当焚烧炉一定时，能够经过提升助燃空气量来提升焚烧炉中流场湍流度，改善传质和传热效果。6、过量空气系数在焚烧室中，固体废物颗粒极难和空气形成理想混合，所以为了确保垃圾燃烧完全，实际空气供给量要显著高于理论空气需要量。实际空气量和理论空气量之比值为过量空气系数。不过假如助燃空气过剩系数太高，会造成炉温降低，影响固体废物焚烧效果。总而言之，不难发觉以上“3T 原因相互依靠、相互制约，组成一个有机系统。何一个原因波动，全部会产生“牵一发而动全身”效果。所以必需从系统角度来控制和选择以上运行参数。1.2.2.2 焚烧处理物分类，各类中常见焚烧处理物一、固体废物定义和特征固体废物关键起源于人类生产和消费活动，大家在开发资源和制造产品过程中，肯定产生废物；任何产品经过使用和消耗后，最终全部将变成废物。固体废物定义因产生过程、具体性质和法律法规不一样而存在显著差异。在中国固体废物污染环境防治法中，固体废物是指在生产建设、日常生活和其它活动中产生污染环境固态、半固态废弃物质。对于固体废物定义应该强调两点。一是就固体废物形态而言，广义固体废物还包含含有高环境危害性液态和气态危险废物。二是固体废物范围是相正确，含有很强空间性和时间性。伴随固体废物资源化技术发展，某一特定时空领域废物在另一个时空领域可能就是宝贵资源，所以固体废物又被称为“在时空上错位资源”。二、固体废物起源和分类固体废物种类繁多而且性质各异，为了便于固体废物全过程管理，有必需对固体废物进行分类。固体废物有多个分类方法：按其产生起源可分为工业废物和生活垃圾等；按其污染特征可分为危险废物和通常废物等；按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固态废物、半固态废物和液态（气态）废物。中国采取固体废物起源和特殊性质相结合方法来对固体废物进行分类。在中国固体废物污染环境防治法中，固体废物分为城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物三类。1、城市生活垃圾城市生活垃圾又称为城市固体废物，是指在城市日常生活中或为城市日常生活服务活动中产生固体废物，和法律、行政法规视作城市生活垃圾固体废物。城市生活垃圾关键来自于城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫业、交通运输业、街道打扫垃圾、建筑遗留垃圾、文教卫生业、行政机关、工业企业单位、水处理污泥和其它零碎垃圾等。城市生活垃圾成份复杂，关键包含厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、废旧电池、废旧家用电器等。影响城市生活垃圾成份关键原因有居民生活水平、生活质量、生活习惯、季节、气候等。现在中国城市生活垃圾关键是依据城市垃圾产生或搜集起源进行分类，通常可分为以下多个。家庭垃圾。 是居民住户排出包含厨余垃圾和纸类、废旧塑料、罐头盒、玻璃、陶瓷、木片等零碎垃圾在内日常生活废物。庭院垃圾。包含植物残余、树叶、树杈及庭院其它清扫杂物。 清扫垃圾。指城市道路、桥梁、广场、公园及其它露天公共场所由环卫系统清扫搜集垃圾。 商业垃圾。指城市商业、各类商业性服务网点或专业性营业场所（如菜市场、饮食店等）产生垃圾。建筑垃圾。指城市建筑物、构筑物进行维修或兴建施工现场产生垃圾。 其它垃圾。是除以上各类产生源以外场所排放垃圾统称。另外，可依据处理处理方法或资源回收利用可能性，将城市生活垃圾简易分为可回收废品、易堆腐物、可燃物及其它无机废物四大类；或有机物、无机物、可回收物品三大类。2、工业固体废物工业固体废物是指在工业交通等生产活动过程中产生固体废物。按工业体废物产生行业划分，含有代表性工业固体废物有冶金、能源、石油化学、矿业、轻工业固体废物。1）冶金工业固体废物冶金工业固体废物关键包含多种金属冶炼或加工过程中所产生废渣，如高炉炼铁产生高炉渣，平炉、转炉、电炉炼钢产生钢渣，铜、镍、铅、锌等有色金属冶炼过程产生有色金属渣，铁合金渣及提炼氧化铝时产生赤泥等。2）能源工业固体废物能源工业固体废物关键包含燃煤电厂产生粉煤灰、炉渣、烟道灰、采煤及洗煤过程中产生煤矸石等。3）石油化学工业固体废物石油化学工业固体废物关键包含石油及加工工业产生油泥、焦油页岩渣、废催化剂、废有机溶剂 等，化学工业生产过程中产生硫铁矿渣、酸渣、碱渣、盐泥、釜底泥、精（蒸）馏残渣和医药和农药生产过程中产生医药废物、废药品、废农药等。4）矿业固体废物关键包含采矿废石和尾矿，废石是指多种金属、非金属矿山开采过程中从主矿上剥离下来多种围岩，尾矿是指在选矿过程中提取精矿以后剩下尾渣。5）轻工业固体废物轻工业固体废物关键包含食品工业、造纸印刷工业、纺织印染工业、皮革工业等工业加工过程中产生污泥、动物残物、废酸、废碱和其它废物。6）其它工业固体废物其它工业固体废物关键包含加工过程产生金属碎屑、电镀污泥、建筑废料和其它工业加工过程产生废渣等。3、危险废物危险废物是指列入国家危险废物名目或是依据国家要求危险废物判别标准和判别方法，认定含有危险特征废物。中国危险废物相关标准关键包含国家危险废物名目和危险废物判别标准。危险废物关键起源是工业固体废物，据估量中国工业危险废物产生量约占工业固体废物产生量3%-5% ，关键分布在化学原料和化学制造业、采掘业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工业及炼焦业、造纸及制品制造业等工业部门。城市生活垃圾废电池、废日光灯、废弃日用化工产品和医疗废物也是危险废物中不容忽略一部分。因为危险废物含有高度持久元素、化学品或化合物，含有毒害性、爆炸性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性、放射性等一个或多个危害特征，对人体健康和环境含有极大直接或潜在危害，所以是废物管理、处理体系工作关键。固体物质燃烧过程复杂，除发生热分解、熔融、蒸发及化学反应外还伴随有传热、传质过程。依据可燃物质性质，燃烧方法有：蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。在蒸发燃烧中，固体废物先熔化成液体，再气化，随即和空气混合燃烧。如脂类有机物燃烧；分解燃烧是指固体废物受热分解，碳氢化合物等轻物质挥发，和空气扩散混合燃烧，固定碳等重组分和空气接触进行表面燃烧。如木材纸类等燃烧；表面燃烧则是不发生熔化、蒸发和分解过程，直接在固体表面和空气发生燃烧反应。如木炭、焦等和空气发生燃烧反应。在上述燃烧反应中，挥发燃烧是均相反应，速度快，固体表面燃烧属非均相反应，速度要慢得多。而对固体废物焚烧来讲，分解燃烧更为普遍，故以下对这一类型燃烧作进一步讨论。姑且把这一燃烧反应分为热分解过程和燃烧过程两部分。（）热分解过程 热分解速度热分解既包含分解、化合传质过程，又包含吸热、放热传热过程。其分解速度和固体废物组成、粒度、加热速度及最终达成温度等原因相关。当粒度均匀且很小时，固体内不存在温度梯度，总热分解速度可认为是物质热分解速度。 热分解时间加热垃圾、纸类、木材等固体废物时，温度上升缓慢，故早期不会发生热分解，伴随燃烧进行，热量不停放出，焚烧体系温度不停上升，一旦达成某一温度值时，立即引发烧分解。和加热速度比较，分解速度要快得多，即分解反应一经引发很快就达分解完全。从而能够假定分解速度就是加热速度，那么，热分解时间就是分解时间。（）燃烧过程由热分解产生挥发分，在固体粒子周围，和空气混合形成气体混合层。当达成着火条件时，则立即着火产生气相燃烧，在粒子四面和粒子形成同心火焰面 （反应面）。当挥发速度比氧扩散速度慢时，反应面稳定在固体表面上，不均一燃烧和气相燃烧同时进行。若挥发速度比氧扩散速度快时，反应面就稳定在气相中，此时不会发生不均一反应。因为气相燃烧速度远远快于不均一燃烧速度。当有不均一燃烧发生时，固体总燃烧速度就由不均一反应速度所控制。（）焚烧系统燃烧室是固体废物焚烧系统关键，由炉膛、炉箅 （炉排）和空气供给系统组成。炉膛结构由耐火材料砌筑或水管壁组成。燃烧室按结构可分成室式炉 （箱式炉）、多段炉、回转炉、流化床炉等。室式炉大全部有多炉、回转炉、流化床炉等。室式炉大全部有多个燃烧室，第一燃烧室温度在之间，固体废物在其中进行干燥、气化和初始燃烧等过程。第二、第三燃烧室作用是深入氧化第一室中未燃尽可燃性气体和细小颗粒。焚烧炉燃烧室容积假如过小，可燃物质不能充足燃烧，造成空气污染和灰渣处理问题。燃烧室过大会降低使用效率。炉排是炉室关键组成部分，其功效有二：一是传送废物燃料经过燃烧带，将燃尽灰渣转移到排渣系统；二是在其移动过程中使燃料发生合适搅动，促进空气由下向上经过炉排料层进入燃烧室，以助燃烧。炉排类型结构较多，最常见有三种：往复式、摇动式和移动式。图所表示。助燃空气供风系统是确保废物在燃烧室中