约翰节能简介:模组式固定床及水墙式垃圾焚烧炉系统

2020-02-25

河北约翰节能设备科技有限公司,是燃烧领域的研发机构和设备提供商,是河北科技大学科技紧密合作单位,是省科学技术厅认定的科技型企业,是一家上市公司(股权代码:500843)。下面约翰节能简述模组式固定床垃圾焚烧炉水墙式焚烧炉系统。



一、模组式固定床垃圾焚烧炉(控气式焚烧炉}

模组式固定床焚烧炉也称控气式焚烧炉(或简称为模组式焚烧炉),是先在工厂内制造好,再运到现场组装后即可使用,施工工期短,但单位造价高,且寿命较短,一般摸组式焚烧炉单炉的处理容量均不大,处理规模为每日处理数百千克到每日处理数十吨的范围。

模组式固定床焚烧炉的进料方式可采用堆高机推送进料或采槽车升翻式方式,配合进料斗形状进料,其燃烧过程一般可在两个燃烧室进行,一个燃烧室常设计为缺空气系统,二燃烧室则设计为超空气系统。所谓缺空气,即助燃空气没有达到理论燃烧需要空气量,于是燃烧过程变成一个热解过程而所谓超空气,即供应的助燃空气超过理论燃烧需要空气量,使进入二次燃烧室的废气能完全燃烧。

模组式垃圾焚烧炉之所以要如此设计,主要是早期空气污染系统较不发达,而且小型炉也不易设置昂贵而复杂的空气污染控制系统,故在一燃烧室先供以小风量,在700℃左右热解生垃圾,避免风量过大,将大量不完全燃烧的悬浮微粒带入二燃烧室中,在二燃烧室再以辅助燃油及超量助燃空气将温度提升到1000℃以上,已完全氧化不完全燃烧的碳氢化合物。另一方面,在一燃烧室的炉床设计上,模组式焚烧炉采用可水平移动的半固定床,定时往前推移,搅拌能力不大,故残灰中的含碳量较高,其空气污染控制系统以控状污染物为主。两个燃烧室也均需耐火砖衬砌,外围覆以碳钢,废气由一次燃烧室进入二次燃烧室也有两种状况:一为传统的直线式进入,二为改进后的切线式进入。在切线式进入的情况,可以增加废气的停留时间,后期所发展的模组式焚烧炉也有两个燃烧室均采用超空气系统来设计。在人料方式上,有以螺旋推进器连续进料,也有以推进臂配合进料斗进行批次进料。出灰时可采用连续式出灰系统,以水封阻隔燃烧室与集灰坑。

模组式焚烧炉一般多在小乡镇、海岛、医院、工厂内使用,操作不如大型水墙式焚烧厂复杂,仍有其便利之处,但须特别考虑其建造成本(平均单位造价为大型炉的1.5-2倍),操作年限较短(一般为5-10年)。

在操作应用方面,模组式垃圾焚烧炉在国内及国外常用来处理乡镇垃圾及医疗事业废弃物,美国许多城市的医疗废弃物均由专业处理企业负责处理,并常采用模组式焚烧炉,当焚烧厂接收到的医疗废物时,多半已由塑料桶装并进行密封或瓦楞纸箱装妥井密封,由于受到管理上的规定,每一个进料的桶或箱均有电脑条码,工人员进行一件事即检查电脑条码,以一扫描器扫描并输入电脑,二件事为检查是否含有放射性物质,若侦测器测出有放射性物质则退回拒收。

废弃物进厂后,不立即处理的部分则储存于冷冻库中,欲立即进行处理部分则排队等待进料。在此次进料后,即进行焚烧,一次燃烧室温度约控制在800度,二次燃烧室则控制在1000℃,阶梯式固定床每隔7-8min即往前推进一次,燃烧出来的飞灰则送人洗涤塔,洗涤后的废水,因含有很多固体颗粒,则送人污水处理厂进行化学混凝沉淀,沉淀的污泥并以脱水机脱水,会同燃烧出的底灰一并送去掩埋。在处理乡镇垃圾时,则多将倾倒于地板上的垃圾以堆高机定时推进一燃烧室焚烧,再将废气导人二燃烧室进行完全燃烧后,送往锅炉进行废热回收,然后在进行废气处理。



控气式垃圾焚烧炉的优点:

(一)优点

①有能源回收的潜力;

②可以在不需大量辅助燃油的情况下进行垃圾焚烧;

③因为使用的助燃空气较少,故热效率较高;

④减少空气污染物的排放(例如悬浮微粒);

⑤将有机碳氢化合物转变为气体,使其易于焚烧;

⑥不需垃圾前处理;

⑦建造成本较低。

(二)缺点

①因为在一燃烧室采氧气不足的方式燃烧,故有较高的不完全燃烧的碳氢化合物在残渣中;

②由于有不完全燃烧物的产生,若果连续进料,其产物易附着于炉壁,故一般均采批式进料;

③对低热值的废液处理效果很差;

④如果进料的特性变化很大时,焚烧过程不易操控。目前国内也有医院采用此型焚烧炉来处理医疗事业废弃物。



二、水墙式垃圾焚烧炉

大型焚烧厂垃圾焚烧炉因燃烧室四周均铺设了锅炉的蒸发器,内为充满饲水的金属管,因此得名为水墙式焚烧炉,多使用于城市生活垃圾的集中式处理系统中,全厂均为现场建造,工期较长,平均建造成本较模组式焚烧广低且使用寿命较长,但操作复杂,全厂构造相当于一座热力发电厂的构造,但少数设备设计原理不完全相同。一座大型混烧水墙式焚烧厂可以分为8个子系统,分别叙述如下:

(一)储存及进料子系统

本系统由垃圾储坑、抓斗、破碎机(有时可无)、进料斗及故障排防监视设备组成。垃极储坑提供了垃圾储存、混合及去除大型垃圾的场所,一座大型水墙式焚烧厂通常设有一座储坑,负责替34座焚烧炉进行供料的任务,每一座焚烧炉均有一进料斗,储坑上方通常由1-

2台吊车及抓斗负责供料,操作人员由监视荧屏或自视垃圾由进料斗滑人炉体内的速度决定进料频率。若有大型垃圾堵塞进料口,进料斗内的故障排除装置也可将大型物顶出,落回储坑。操作人员也可指挥抓斗抓取大型物品,吊送到储坑上方的破碎机破碎,以利进料。

(二)焚烧子系统

焚烧炉本体内的设备,主要包括炉床及燃烧室,炉床是炉体的心脏,一般多为机械可移动式炉排构造,可以让垃圾在炉床上翻转并燃烧,目前许多种专利炉床产品。燃烧室一般在炉床正上方,可供燃烧废气数秒钟的停留时间。助燃的空气分成两部分:一部分由炉床下方往上喷人,称为火下空气。可与炉床上的垃圾充分混合另一部分由炉床正上方喷人,称为火上空气,可以提高废气的搅拌时间,此型焚烧炉每个炉体仅一个燃烧室。在设计上,火下空气称为一次空气(prim町a川,而火上空气有时称为二次空气。

(三)废热回收子系统

此系统包括布置在燃烧室四周的锅炉管(即蒸发器)、过热器、饲热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等装置,由于蒸发器排列像水管墙,故本型余热锅炉炉因此被称为“水墙式焚烧厂”。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,经由不同的热力学相态变化将热量释出给汽轮发电机。炉水每日需冲放以泄放管内污垢,损失的水由饲水处理厂补充的。

(四)发电子系统

由锅炉产生的高温、高压蒸汽,被导人汽轮机后,在急速冷凝的过程推动了汽轮机的涡轮叶片旋转,并通过发电机产生电力,同时将未凝结的蒸汽导人冷却水塔,冷却后储存在凝结水坑槽,经由饲水泵再打人锅炉炉管中,进行下一循环的发电工作。在发电机中的蒸汽,也可中途抽出一小部分做次级用途,例如助燃空气预热等工作。饲水处理广送来的补充水,则可注人饲水泵前的除氧器中,除氧器则以特殊的机械构造将溶于水中的氧去除,防止炉管腐蚀。

(五)饲水处理子系统

饲水处理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,再送人锅炉水循环系统,其处理方法为级用水处理程序,一般包括活性炭吸附、离子交换及逆渗透等单元。

(六)废气处理子系统

从炉体产生的废气在排放前须先行处理到符合排放标准,早期常使用静电集尘器去除悬浮微粒,再用混式洗烟塔去除酸性气体(如HCI、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。

(七)废水处理子系统

由锅炉泄放的废水、员工生活废水、实验室废水或洗车水,可以综合在废水处理厂一起处理,达到排放标准后再排放或回收再利用。废水处理系统一般由数种物理、化学及生物处理单元所组成。

(八)灰渣收集及处理系统

由焚烧炉产生的底灰及废弃处理单元所产生的飞灰,有的厂采取合并收集方式,有的则采用分开收集方式,在国外有的焚烧厂将飞灰进一步固化或熔融后再合并底灰送到灰渣掩埋场处理,以防止沾在飞灰上的重金属或有机毒物产生二次公害。

三、焚烧厂其主要机械设备如下:



(一)垃圾收受设备

①磅秤:2组×30t,供垃圾车使用;1组x40t,供灰烟车及废铁回收车使用。

②垃圾倾卸门:共12组。

③垃圾破碎机:1组,加料斗容量约68m³;

④垃圾吊车及控制设备:2台x10t。

(二)炉体设备

①进料斗、进料滑槽、进给器。

②炉床:容量为3组×12.5t/h。

③附属设备:炉砖墙、修护门、钢结构等。

(三)供(排)气设备

①炉体送机:1次送风机3组×40000Nm³/h;2次送风机3组×10000Nm³/h。

②炉体抽风机:3组×147000Nm³/h。

③其他附属设备:一次空气预热的热交换器、风管。

(四)热能回收设备

①锅炉设备:3组x24t/h,蒸气压力为2.5MPa,蒸气温度为280度。

②其他附属设备:有炉壁耐火砖、隔热砖等。

(五)废气处理设备

①静电集尘器:3组×最大70000Nm3/h,经除尘后,废气含尘量低于70mg/Nm3。

②悬式洗烟塔:3组×70000Nm3/h,废气处理后含HCI低于80xIO斗。

③其他附属设备:有废气再加热器、风管等。

(六)汽轮发电机设备

①汽轮机:背压式,蒸汽压力为2.5MPa,蒸汽温度270度假,设计最大容量为55t/h。

②发电机:装置容量为6.0MW,于最大连续发电量不小于5.2MW。

③其他设备:润滑油设备、汽轮发电机室用25t吊车等。

(七)蒸汽、冷凝水、锅炉给水和冷却水系统

①管路系统、阀及绝热材料。

②空气冷凝器系统。

③设备冷却水系统。

④锅炉给水槽去除容氧设备及其他桶槽。

⑤锅炉给水泵和其他热循环使用泵。

⑥锅炉用水处理设备等。

(八)飞灰、灰烟及废铁回收系统

①锅炉、静电集尘器等的飞灰收集设备。

②灰烟冷却及推出设备。

③灰烟及废铁输送设备。

④磁性废铁分离机。

⑤灰烟吊车及控制设备,1台x10t。

(九)燃烧系统附属设备

①两座各50m3柴油储存槽及输送泵管线等。

②燃烧器及附属设备等。

(十)动力及电力系统

①高低压变压器及开关设备。

②动力设备及配电盘。

③直流及紧急电源设备。

④接地系统及配管线系统。

(十一)供水系统

①用水泵浦及屋顶水塔。

②垃圾储坑的消防水枪。

③管线系统。

(十二)废水处理系统

废水处理包含有物理法处理、生物处理及污泥处理系统,并含无机水收集系统等。

(十三)仪表及控制系统

①垃圾燃烧仪器、监控设备。

②废气处理仪器、监控设备。

③废热回收仪器、监控设备。

④发电机冷凝器仪控设备。

⑤火警检出和消防仪控设备。

⑥资料处理电脑系统等。

(十四)附属设备

附属设备如渗滤液处理系统等。



河北约翰节能设备科技有限公司,主营产品:生物质锅炉、兰炭/型煤锅炉、医疗垃圾焚烧炉、锅炉超净排放改造等项目。热情欢迎国内外人士前来观光指导,共享前沿技术。


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