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EY系列小型二噁英*村鎮(zhèn)生活垃圾熱解氣化焚燒裝置

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產(chǎn)品簡介

村鎮(zhèn)生活垃圾的種類及特點(1)農(nóng)村生活垃圾的種類及特點《村莊整治技術規(guī)范(GB50445—2008)》中,對農(nóng)村生活垃圾的分類有以下說明:①廢品類垃圾主要包括:金屬、廢紙、動物皮毛等

詳細介紹

村鎮(zhèn)生活垃圾的種類及特點


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1農(nóng)村生活垃圾的種類及特點

《村莊整治技術規(guī)范(GB 50445—2008)》中,對農(nóng)村生活垃圾的分類有以下說明:

①廢品類垃圾主要包括:金屬、廢紙、動物皮毛等。

②可生物降解的有機垃圾主要包括:爛蔬菜、爛水果、瓜果皮、剩菜、剩飯、咖啡茶葉殘渣、蛋殼、花生殼、面包、麥片、花園及植物垃圾、骨頭、海鮮貝殼、灌木枝條、小木塊、小木條、廢紙、皮毛、頭發(fā)、遺棄糞便等。

③無機垃圾主要包括:煤灰渣、渣土、碎磚瓦及草木灰等。


2村鎮(zhèn)生活垃圾的特點

面積廣,產(chǎn)生源分散:農(nóng)村生活垃圾的特點就是產(chǎn)生源分散。由于農(nóng)村地域寬廣,居住空間分布不集中,哪里有人居住,哪里就有垃圾產(chǎn)生,導致垃圾產(chǎn)生源也隨之分散,再加上村鎮(zhèn)交通落后的特征,給生活垃圾集中收運處理造成不便。

數(shù)量大:隨著農(nóng)村居民生活水平的提高,農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量和堆積量均在逐年遞增。盡管農(nóng)村人口密度小,生活垃圾的產(chǎn)生比較分散,但我國農(nóng)村數(shù)量大,農(nóng)村居民人數(shù)多,導致其垃圾產(chǎn)生量也多。據(jù)衛(wèi)生部2007年調查表明,農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量為0.86kg/(d*人),年產(chǎn)生總量約3億噸,其中約1/3的垃圾被隨意堆放,對環(huán)境造成了巨大的污染。

垃圾成分復雜:隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加快,農(nóng)村生活垃圾中有機垃圾和可回收廢品的含量持續(xù)增長,而無機垃圾含量則大幅降低。


“焚燒減量填埋"的處置辦法


目前廣泛采用的生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒等,其它一些新技術,如熱解法、填海、堆山造景等技術,正不斷取得進展。

2016年12月,發(fā)布《關于推廣金華市農(nóng)村生活垃圾分類和資源化利用經(jīng)驗的通知》,要求各市認真學習借鑒金華經(jīng)驗,在本地區(qū)選擇3個以上代表性縣(市、區(qū))開展農(nóng)村生活垃圾分類和資源化利用示范。為進一步促進源頭減量,針對農(nóng)村地區(qū)生活垃圾中有機成分較高的現(xiàn)狀,各級部門開始了對農(nóng)村生活垃圾就地處置的研究。

《辦公廳關于創(chuàng)新農(nóng)村基礎設施指導意見》中指出:完善農(nóng)村生活垃圾“戶分類、村收集、鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉運、市縣處理"與“戶分類、村收集、鄉(xiāng)鎮(zhèn) (或村)就地處理"相結合的模式。

2018年1月2日,中共一號文《中共關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》對實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略做了全面部署,為農(nóng)村生活垃圾分類處理提供了政策、資源、人才上的大力支持。

2018年初,中共公廳、辦公廳印發(fā)《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動》,力爭實現(xiàn)90%左右的村莊生活垃圾得到治理,建立符合農(nóng)村實際、方式多樣的生活垃圾處置體系。

填埋:目前常規(guī)、普遍采用的方法,但對土壤、地下水造成嚴重污染,已經(jīng)被廣泛認知。

堆肥:屬生活垃圾資源化利用技術,部分地區(qū)推廣使用,但垃圾中的重金屬對農(nóng)田污染,會產(chǎn)生的、不可逆的巨大的影響。

焚燒:推廣技術,垃圾可減量90%以上,效果明顯,但質量不合格的設備會污染空氣。

炭化:新興技術,屬垃圾資源化利用技術,有部分案例。廢氣污染與焚燒相當,適用于大型規(guī)?;幚韴?。

結合村鎮(zhèn)生活垃圾的特點:鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾量少、點多、分散,就地處理應該是; 在就地處理前提下,處理設備要求小型化,耗能要低,不能占地過大;堆肥技術在南方對易腐垃圾的處理,較為適用,但在北方地區(qū),尤其是春秋冬三季氣溫較低,不適用,所以生活垃圾焚燒減量化后填埋,是北方地區(qū)偏遠村鎮(zhèn)生活垃圾處置的合適選擇。


村鎮(zhèn)生活垃圾焚燒技術設備對比


比較項目

機械爐排爐

流化床爐

熱解氣化爐

燃料適應性

主要熱值在3300KJ/kg以上的生活垃圾,成分和熱值變化對焚燒有影響。對垃圾的均勻特性要求一般。當熱值大于3760KJ/kg,水分小于50%時,可不添加輔助燃料

主要熱值在3300KJ/kg以上的垃圾、污泥等,成分和熱值變化對焚燒影響不大,適應性廣。一般需添加輔助燃料。

主要熱值在3300KJ/kg以上的垃圾,包括生活、工業(yè)和醫(yī)療垃圾等。除點火過程,一般不添加輔助燃料。

焚燒方式

層燃方式

半室燃,采用煤粉流化燃燒技術,但由于垃圾性狀的限制,流化狀態(tài)不易控制。

層燃與室燃相結合,分級燃燒,通過控制空氣量,控制爐膛燃燒工況,合理分配化學能的釋放,達到更優(yōu)的燃燒狀況。

燃燒工況

無強烈輻射,容易局部斷火形成夾生,甚至造成熄火。

有石英砂輔助蓄熱,燃燒工況較穩(wěn)定。

爐型緊湊,熱強度大,爐溫分層,有利于燃燒。

燃燒性能

垃圾基本不需預熱處理。爐膛燃燒溫度在900度左右,當垃圾熱值合適時,燃燒較充分,灰渣灼減量在3%-5%之間。當垃圾熱值低于3760kJ/kg時,需投入較多輔助燃料,垃圾熱值過高時,可能出現(xiàn)結焦。

對燃料粒度有較高要求,需進行初分揀或破碎,一般垃圾粒徑要求在150mm以下。由于爐膛內熱容量很大,對垃圾成分、熱值波動不敏感,燃料適應性較廣,灰渣灼減量小于1%。但是具有一定的床料(如石英砂等)消耗。

垃圾基本不需預熱處理。一燃室熱解溫度為700度以下,二燃室溫度控制在850度以上,可燃成分分解*,燃燒充分,灰渣灼減量小于3%。

燃燒控制

緩慢燃燒,條件較復雜,溫度自動控制較難。

燃料適應性好,溫度波動不大,溫度控制較易實現(xiàn)。

燃燒適應性好,燃燒穩(wěn)定,溫度控制容易實現(xiàn)。

設備結構

焚燒爐外形較大,需多層鋼平臺供操作維護用。爐排為轉動部件,維修較復雜,維修量大,維修成本高。

燃燒與熱交換一體。

由于爐膛負荷大,爐子十分緊湊。無轉動件。但爐內耐火層維修量大。

總體分為一燃室、二燃室,結構緊湊,設備維護量小,需另配余熱鍋爐。

垃圾預處理

無需預處理,垃圾在進料時被剪斷。

預處理為小粒徑,以利于燃燒,因為瞬時燃燒,一般將垃圾破碎到15cm以下,要求較高。

無需預處理,垃圾在進料時被擠斷。

排放物

粉塵排放較少,爐膛溫度在850-1100度,燃燒較充分,SO2、NOX等酸性物質排放相對較高。燃燒爐出口含塵量<3500mg/m3,正常情況下由于爐排的運動,使垃圾不斷翻滾,煙氣在爐內停留時間超過2s,能部分實現(xiàn)對二噁英的控制。

可爐內實現(xiàn)脫硫,SO2排放量小,爐膛溫度在750-900度之間,空氣量較易控制,氮氧化物生成少,但是具有N2O的問題。粉塵量大,焚燒路出口含量可達15000-20000mg/m3.煙氣在爐內停留時間超過3s,能較好地實現(xiàn)對二噁英的控制。

一燃室溫度小于850度,燃室溫度在850度以上,有毒物質分解*,燃燒充分,煙氣在二燃室內停留時間超過2s,焚燒爐出口二噁英排放幾乎為零,由于煙氣中含塵量少,重金屬極少。

運行成本

電耗較低,總體運行成本高。

電耗高,消耗石英砂,垃圾需劈碎,運行成本偏高。

電耗,運行成本低。



通過上面的對比,對于偏遠地區(qū)農(nóng)村村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活垃圾處置,熱解氣化技術是合適的選擇:

減少了二噁英前驅體的產(chǎn)生,二噁英產(chǎn)生量較少。

垃圾在干燥層(100~250℃)干燥后,在熱解氣化層(500-600oC),控制氧含量條件下)進行有機物質分解,分解成可燃氣;可燃氣進入二燃室后,在充分供氧條件下,過氧燃燒,使二燃室的工作溫度控制在900-1100度,煙氣停留時間大于2s,在高溫下,能使多氯聯(lián)苯類物質、殘?zhí)嫉任镔|*裂解,二噁英殘存量極少;

限制了促使二噁英產(chǎn)生的催化劑的生成,破壞了二噁英合成的環(huán)境條件。

熱解氣化技術一燃室的工作溫度控制在600-800度,控制爐內的含氧量,使爐內氣體呈還原氣氛,以使Fe、Cu等金屬不會被氧化,也就沒有了CuO、CuCl2產(chǎn)生,沒有了CuO、CuCl2 等促成二噁英形成的物質的存在,也就不會有二噁英等有毒有害物質的再度合成的可能。

③減少了硫氧化物、氮氧化物產(chǎn)生

由于一燃室處于缺氧狀態(tài),呈還原氣氛,N、S極少被氧化而殘留在灰渣中,而在二燃室內屬于過氧燃燒(通入的預熱空氣中含有氫氣、臭氧、氧氣),減少了來自空氣的N源,減少了氮氧化物的排放。

④減少了煙氣中氣體的產(chǎn)生量,煙氣排放達標更容易

熱解氣化后,垃圾中的Cl元素絕大部分轉移到固相產(chǎn)物(灰渣)中,從而使排放的煙氣中HCl含量大大低于常規(guī)生活垃圾焚燒裝置的標準極限。


EY系列垃圾熱解氣化焚燒工藝


(1)生活垃圾熱解氣化爐工藝原理

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熱解氣化爐從上到下依次為干燥層、熱解氣化層、燃燒層、燃盡層。垃圾入爐后在干燥層通過爐壁熱輻射、高溫煙氣熱對流、熱解氣化層導熱三方面作用下干燥,垃圾中的水分得以揮發(fā)。

干燥后的垃圾在熱解氣化段裂解成CO、CH4等可燃氣態(tài)烴類進入煙氣中,熱解氣化后的殘留物(液態(tài)焦油、炭黑以及垃圾本身含有的無機灰土惰性氣體)進入燃燒層充分燃燒。燃燒層在高度方向分為氧化區(qū)和還原區(qū),在氧化區(qū)碳、焦油與氧氣發(fā)生劇烈的氧化反應,燃燒后的溫度可達850度以上,產(chǎn)生的熱量供給還原區(qū)和干燥區(qū),還原區(qū)的CO和H2O被熾熱的C還原為CO、H2、CH4等可燃氣體。

燃燒層的殘留物進入燃盡層燃燒*后,經(jīng)爐排旋轉擠壓破碎后進入灰斗后由排渣機排出。

爐膛內由爐排送入的含有臭氧、氧氣的助燃空氣,經(jīng)由爐排送入爐膛內,其中的氧氣和臭氧使燃盡層、燃燒層的垃圾燃燒的更充分*。燃燒過程中消耗掉了臭氧及氧氣的空氣繼續(xù)沿爐膛上升進入熱解氣化段,干燥產(chǎn)生的水蒸汽成為了熱解氣化段的氣化劑,*的爐排送風方式滿足了垃圾燃燒、熱解氣化段的溫度和反應所需的空氣量(有氧和缺氧)條件,使垃圾在此條件下能夠維持一定的反應時間。

垃圾在爐膛內經(jīng)熱解后,熱解氣化產(chǎn)生的混合煙氣進入二燃室,與通入的含有H2、臭氧、氧氣的呈旋流狀態(tài)的混合空氣充分混合燃燒,停留時間大于2s,燃燒產(chǎn)生的熱量在維持二燃室呈高溫狀態(tài)的同時,也使煙氣中含有的二噁英等有害物質在高溫條件下得到*分解燃燒。

垃圾熱裂解的殘留物下降進入燃燒層燃燒,熱解、氣化、燃燒形成了爐內向下運動的動態(tài)平衡,在外部持續(xù)送料、通入助燃空氣及排渣系統(tǒng)的的持續(xù)穩(wěn)定運行的條件下,爐膛內各段的物理化學反應段也在持續(xù)穩(wěn)定運行,也確保了熱解氣化爐運行狀態(tài)的高效穩(wěn)定。


(2)EY系列垃圾熱解氣化法工藝流程

垃圾熱解氣化完整的工藝流程圖,如下圖所示

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使用時,要根椐村鎮(zhèn)垃圾的實際情況,可對垃圾入爐前的預處理流程進行適當調整:

小型(1~10噸/日)的村鎮(zhèn)垃圾入爐焚燒前的分揀,人工操作即可;

有回收價值的廢棄物,如玻璃制品、塑料瓶、紙制品、金屬制品等回收;建筑垃圾(水泥制品)、石塊、磚塊、土塊、煤渣等,集中收集后直接送到填埋場;

其它生活垃圾與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)垃圾混合處理,焚燒裝置運行參數(shù)更能容易達標。

如果③混合后的垃圾熱值較低,可以采用RDF技術工藝對垃圾進行燃料化處理,積攢夠一定數(shù)量后開啟垃圾焚燒爐集中時段處理。

原生垃圾經(jīng)過前處理(晾置、人工分選、篩分、破碎)后,由輸送裝置送入熱解氣化爐內,垃圾在熱解氣化爐內燃燒過程分為兩個階段,階段為燃燒和缺氧狀態(tài)下的熱解氣化,在一燃室內進行,溫度控制在650-800度左右,使垃圾中不揮發(fā)的可燃物*燃燒,產(chǎn)生的可燃揮發(fā)性混合氣體則進入二燃室;第二階段為過氧燃燒,在二燃室內進行,工作溫度控制在900-1100度,使進入二燃室的揮發(fā)性可燃氣體與預熱空氣混合,在二燃室內得到充分*的燃燒。

高溫煙氣再經(jīng)后續(xù)的降溫、除塵、脫酸處理凈化達標后排放。

村鎮(zhèn)生活垃圾處置流程如下:

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EY系列垃圾熱解氣化法工藝主要特點及環(huán)保特性


1排放達標,不會產(chǎn)生二次污染

整個生活垃圾熱解氣化過程在密閉隔熱的爐膛內進行,是在嚴格控制爐內風量及爐膛工作溫度的條件下完成的,對抑制二噁英、硫氧化物、氮氧化物、焦油等有毒有害物質的形成有顯著效果。


2節(jié)約能源

除在生爐點火時,需要外加輔助燃料(柴油或者天然氣、燃煤等)助燃外,正常運行中,無需添加任何輔助燃料,即可持續(xù)運行。


3控制調整方便

整個系統(tǒng)可采用自動控制,各單元運行工況參數(shù)均可實現(xiàn)在屏幕上顯示,根據(jù)工況可快速實現(xiàn)對風量、工作溫度、傳動機構的動態(tài)化調整控制。


4可實現(xiàn)單元模塊一體化、撬裝式設計

四個單元模塊化設計,每個單元模塊集成為一體,實現(xiàn)安裝的簡便化、安裝周期短。


5垃圾處理范圍廣,運行成本低

收集后的垃圾做簡單分選處理后即可處理,可焚燒多種類型的垃圾,運行中只需要2人,裝機功率低,耗電量少,產(chǎn)生的熱能可回收利用。


6環(huán)保特性

本套生活垃圾熱解氣化裝置環(huán)保性能優(yōu)異,解決了垃圾直接焚燒所產(chǎn)生的二次污染問題,對二噁英等有毒有害污染物的產(chǎn)生有顯著的抑制作用,使煙氣能夠達標排放。

爐膛內的燃燒更*,煙氣中焦油含量低;采用中低溫熱解氣化技術,空氣系數(shù)較低,保證了煙氣中的硫氧化物、氮氧化物含量更低;

缺氧燃燒的環(huán)境,重金屬氧化物含量大大減少,破壞了二噁英的生成環(huán)境,使二噁英的排放量更低;


EY系列垃圾熱解氣化法自主知識產(chǎn)權技術的特點(的技術)


1臭氧強化爐內燃燒

使用一個紫外光源照射預熱過的200℃左右的空氣,產(chǎn)生大量臭氧,通過供風風機向一、二燃室送入含有臭氧、氧原子的預熱空氣,強化爐膛及二燃室的燃燒,維持爐膛、二燃室的工作溫度,使煙氣中的焦油類、二噁英等有毒有害物質氧化裂解,可燃性揮發(fā)氣體*燃燒,大大降低了煙氣中有機物的含量。


2催化氧化裝置對煙氣凈化處理

設計了一個利用焚燒爐出口的高溫煙氣,對催化氧化裝置內的催化劑進行加熱,并持續(xù)維持360~450℃,煙氣通過換熱器與催化劑接觸,在催化劑的作用下,煙氣中的二噁英等有害有機物得到分解,使煙氣優(yōu)于國家排放標準排放。


3通過向二燃室補充氫燃料維持二燃室工況的穩(wěn)定

大多數(shù)情況下,由于村鎮(zhèn)生活垃圾的熱值不高(小于5000KJ/KG),小型生活垃圾熱解氣化爐熱解氣化所產(chǎn)生的揮發(fā)性可燃混合氣體在二燃室內通過與通入的預熱空氣混合后燃燒不穩(wěn)定,燃燒產(chǎn)生的熱量不足以保持二燃室工況的穩(wěn)定。本裝置利用了垃圾在熱解氣化爐內產(chǎn)生的熱量及蒸汽,通過外加簡易裝置制取氫燃料,制取的氫氣補入二燃室,利用氫氣燃燒產(chǎn)生的大量熱量,保證了二燃室工況的穩(wěn)定。


EY系列垃圾熱解氣化法設備主要技術參數(shù)


處理量(T/D)

5T/D

入爐物料

熱值≥3300KJ,含水率小于30%的原生村鎮(zhèn)生活、生產(chǎn)垃圾

輔助燃料

點火生爐需外加輔助助燃燃料,正常運行后無需添加任何燃料

二燃室工況

工作溫度850度以上,煙氣停留時間大于2s

工作時間

300天/年,24小時/天

垃圾減量率

≥95%

排放

底灰、爐渣、飛灰量等一般固體廢棄物熱灼減率<5%,煙氣排放符合《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)

占地面積

約330m2

耗電量

約50度/天

耗水量


人工(人/班次)

2人/班次

檢修保養(yǎng)

每3個月停次爐,人工清理二燃室積灰,半年停次爐,對耐火材料進行檢修,5年更換1次耐火材料。

設備壽命

15年

項目建設周期

90天


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