泰安城市生活垃圾处理与能源化 环境工程课程设计

环境工程课程设计 泰安城市生活垃圾处理与能源化泰安市生活垃圾处理工艺参考文献： 固体废物污染控制工程教程 主编：李永峰、陈红、韩伟、赵淑清 固体废物处置与资源化 主编： 蒋建国 环境污染控制工程 主编：王守信、郭亚兵、李自贵一、 城市生活垃圾调查2003年泰安市城区人口44万人，生活垃圾产生量约40Ord，人均生活垃圾产生量为091kgd，2008年泰安市垃圾产生量达5877t。根据泰山区环卫局对现有垃圾组成的调查，生活垃圾组成具有“两多两少”的特点 以厨房垃圾为主的易腐有机物(403)及灰、砂、砖瓦等无机成份(3493)较多 高热值的可燃物和可直接回收的金属、纸等较低表1 泰安市城市生活垃圾组成表成分纸类塑料织物玻璃金属有机物煤砖灰其他合计含量5.947.342.261.611.5040.3034.936.12100二、 生活垃圾处理工艺设计三种垃圾处理技术对比适用范围优点缺点卫生填埋法处理多种固体废物，尤其那些不能减量、不能回收利用和资源化的固体废物工艺简单，成本低，能处理多种固体废物，可以回收沼气现场处理和防渗施工堆肥法能被微生物降解利用的处理能耗费用低，设备投资少，操作相对简单处理效率不高垃圾焚烧法固体废物，液体和气体废物，危险废物减量效果明显，无害化彻底，处理效率高，不受气候影响费用昂贵，操作复杂、严格，一定技术风险由上表分析知，泰安城市生活垃圾处理最好采用焚烧发电法 饱和蒸汽垃圾 焚烧烟气 排放预处理焚烧炉锅炉过热器烟气处理 底灰 飞灰 飞灰 供热 过热蒸汽 汽轮机 |发电机 |电力 冷却器垃圾的收集与搬运（以泰安区为例）对于某服务区内应设置的垃圾，应考虑居民人数、人均垃圾产量、垃圾容量、容量大小、收集次数等不同因素。垃圾容器的设置数量的计算方法计算方法如下： 求出服务区域内的垃圾日产量 M=NnCA1A2*10-3式中：M垃圾日产量，t/d Nn废物产生区域的居民人数，人 C人均垃圾日产量，Kg/(d 人) A1垃圾日常量不均匀系数，取1.1 1.5 A2该区域范围内居住人口变动系数，取1.02 1.05取Nn为76.01万，C为2.5 Kg/(d 人)，A1为1.2，A2为1.02则M=2.33 t/d 计算出垃圾日产体积Qva=M(aA3)Qvm= k Qva 式中：Qva年平均垃圾日产体积，m3/d a垃圾平均堆积密度，t/m3 A3垃圾平均堆积密度变动系数，取0.7 0.9 Qvm垃圾日产最大体积，m3/d k垃圾产生高峰时体积变动系数，取1.5 1.8A3=0.7, a为0.75 t/m3 Qva =4.4 m3/d Qvm =1.54.4=6.6 m3/d求出收集点所要设置的垃圾容器数量Na=A4QvaV1A5Nm= A4QvmV1A5式中：Na平均所需设置的垃圾容器，个 A4垃圾收集周期，d/次 V1单个垃圾容器的内部体积，m3/个 A5容器填充系数，0.75 0.9 Nm高峰期所需设置的垃圾容器数，个A4=1；V1=0.5 m3；A5=0.8 Na =11 Nm =17对于家庭生活垃圾一般早晨收集，收集路线优化设计时考虑因素： 收集地点与收集频率应与现有的政策法规一致 收集人员的多少和车辆类型应与现实条件相协调 线路的开始与结束应临近主要道路，应尽可能的利用地形和自然疆界作为线路的疆界 在地势陡峭地区线路的开始应在道路倾斜的顶端，下坡时收集便于车辆滑行 线路上最后收集的垃圾桶应距离处置场得位置最近 交通拥挤地区的垃圾应尽可能安排在清晨收集 垃圾产量较大的地方在清晨收集三、焚烧发电设计比较项目机械炉排炉焚烧炉旋转窖式焚烧炉流化床式焚烧炉主要应用地区欧洲、美国、日本美国、丹麦日本处理能力大型200t/d以上大中型200t/d以上中小型150t/d以下前处理设备除大件垃圾外不分类破碎除大件垃圾外不分类破碎需分类破碎知5cm以下垃圾处理性佳佳佳优点使用大容量，公害已处理，燃烧可靠，运行管理容易，余热利用率高适用小容量，构造简单，装置可移动，机动性大适用中量，燃烧温度低，热传导较佳，公害低，燃烧效率较佳缺点造价高，操作及维修费用高，应连续运转，操作运转技术高燃烧不安全，燃烧效率低，使用年限短，平均造价成本高操作运转技术高，燃料的种类受限，需添加流动媒介，进料颗粒较小单位处理量所需动力高，炉床材料冲蚀损害设计、制造及操作维修已成熟供应商有限供应商有限分析上述表格，结合泰安市垃圾产量及处理运行费用，选择流化床焚烧炉流化床焚烧炉重要设计参数 燃烧室热负荷：(8 15 ) 104kcal/m3h 炉排燃烧率取流化床单位截面积：400 600Kg/m3h 流化风速：通常取流化初始速度 Umf的28倍，以空塔风速计大约在0.51.5m/s的范围。焚烧炉设计（一） 炉型过氧燃烧式焚烧 焚烧炉中气流的走向水平向（二） 送风方式两段式控气焚烧炉，在第一燃烧室内加入7080理论空气量，在第二燃烧室内补足空气量至理论空气量的140200。因第一燃烧室中是缺氧燃烧，故增加空气流量会提高燃烧温度；但第二燃烧室中是超氧燃烧，增加空气流量则会降低燃烧温度。二次空气多由两侧喷入，以加速室内空气混合及湍流度。（三）炉膛尺寸的确定四停留时间对于垃圾焚烧，温度维持在8501000之间，有良好搅拌与混合，是垃圾的水汽易于蒸发，燃烧气体在燃烧室的停留时间为12秒（五）进料与排灰系统焚烧炉进料系统应尽可能保持气密性，焚烧系统大多采用负压操作。若进料系统采用开放式投料或密闭式进料中气密性不佳，冷空气渗入炉内会导致炉温下降，破坏燃烧过程的稳定性，使烟气中CO与粒状物浓度急剧上升。排灰系统应设有灰渣室，采用自动排灰设备。否则容易造成燃烧过程中累积炉灰随气流的扰动而上扬，增加烟气中粒状物浓度。城市垃圾焚烧尾气污染的控制（1）酸性气态污染物焚烧气中的 NOX有两种来源 空气中的 N2在高温下氧化产生热氮型 NOX 焚烧温度越高 由该途径产生的 NOX会越多, 垃圾中含氮物质被氧化产生燃料型 NOX由该途产生的 NOX 量取决于垃圾中含氮物质量的多少,(2) 不完全燃烧污染产物垃圾不完全燃烧时会产生CO 、CXHY和二恶英等污染物为了减少焚烧过程中CO 、CXHY和二恶英的产生量，应可能使垃圾中可燃成分充分燃烧。达到这一目的的途径可以有- 控制氮来源- 通过垃圾分类收集，进行资源回收，避免含有二恶英的物质和含氯高的物质进入焚烧炉，是减少二恶英产生的最有效的措施 将烟气快速降温至300以下，防止二恶英的再度合成 维持较高的焚烧温度. 至少800， 供氧量要充足 使焚烧气与空气充分混合， 维持炉膛内良好的传质条件 垃圾要在炉膛内维持足够的停留时间一般不少于2秒（3）湿式洗涤法去除HCI SOX 利用碱性溶液对焚烧气进行洗涤。 通过酸碱中和反应将HCI和 SOX去除。湿式洗涤法的特点- 不仅可以去除HCI和 SOX 等酸性气态污染物.而且可以同时去除部分颗粒物和重金属。相对于干法，污染物的去除率较高，工作稳定性高，可以承受气体污染负荷的波动。（4）重金属控制布袋除尘器与干式洗烟塔或半干式洗烟塔并用，对重金属的去除效果十分优良，且进入除尘器的废气温度越低，去除效果越好。改善的措施：在干式处理流程中，于布袋除尘器前喷入活性炭或于尾气处理流程尾端使用活性炭滤床，除加强对汞的吸附作用外，对尾气中微量有机化合物亦有吸附去除效果。焚烧灰渣控制 中间处理技术 稳定化处理，包括尾气中和碳酸化方法和化学处理法，化学处理法又包括加酸萃取法和化学稳定法。 固化处理，包括水泥固化法和熔融烧结法，熔融烧结法又包括燃料式熔融法（表面熔融炉、内部熔融炉、焦炭床）和电气式熔融炉（电弧炉、等离子体熔融炉、电气抵抗炉）最终处理技术 填埋法，包括单独填埋法和卫生填埋法 矿坑贮存法发电垃圾燃烧的热量用于发电，根据垃圾燃烧产生的热量选择发电机组，进行发电。课程设感想课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。在这次设计过程中，我体会了学以致用，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的王老师.，王老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。由于我的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正。附：焚烧炉大气污染物排放限值