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新乡市xx化学有限公司废液、废固一体化焚烧炉装置技术方案

2020-07-13 19:24190Zero

新乡市xx化学有限公司废液、废固一体化焚烧炉装置技术方案 

 

新乡市双诚环保设备有限公司

 

1 项目概况

1.1前言

新乡市**化工有限公司(以下简称使用方)是一家集科研开发、生产、经营为一体的现代高科技产业化公司,主要产品为2-乙烯基吡啶及吡啶衍生物。项目生产过程中产生以焦油和炭黑为主混含茂金属钴的固体废物(含有2-甲基吡啶)及高COD、含盐、含有机物的废液。目前固体废物和废液的处理严重制约着公司的发展,急需解决危废的处置问题。使用方决定通过一定的方式处理生产过程中产生废固、废液。

根据使用方提供给新乡市双诚环保设备有限公司以下简称设计方)的数据详见1.2),设计方通过对废固、废液的分析,初步确定废固和废液采用焚烧方式进行处理;工艺设计中系统主要有:废固焚烧系统、废液焚烧系统、尾气处理系统、排烟系统、供配电及控制系统工程等。整个焚烧处理系统工艺流程简单、实用、合理、可靠。

1.2废固、废液相关资料

序号

焚烧物种

产生量

主要成分

状态

1

A-1

5t/d

50%焦油,45-49%聚乙炔,1%茂金属钴

固态

2

A-2

5t/d

氢氧化钠催化2-羟乙基吡啶生成2-

烯基吡啶的釜底残液,类焦油状,其

中氢氧化钠约占20%

液态

A-3

处置要求:符合《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)及相关国标准。

1.3处理装置概况

项目名称:废液、废固一体化焚烧项目

装置名称:废液、废固一体化焚烧炉【SCFS-GY-250型】

建设地点:新乡**化学有限公司

1.4设计范围

废液焚烧设计范围:废液从收集调节池进入内有加热盘管或蒸汽加热式夹套储罐始,至焚烧后的烟气达标排放为至,整个焚烧处理系统的全程设计。

废固焚烧设计范围:废固统一收集后,经螺旋输送装置进入回转窑焚烧炉进行焚烧始,至燃烧后的烟气达标排放为至,金属钴回收。整个焚烧处理系统的全程设计。

该焚烧装置主要有以下几个系统组成循环流化床焚烧炉(废固焚烧)、立式焚烧炉(废液焚烧)、除尘系统(迷宫沉降除尘器)、余热回收装置(余热回收锅炉)、冷却除尘系统(水冷集尘器、喷淋塔、吸收塔、G-G换热器)、排烟系统(引风机雾水分离器、烟道气加热器

1.5 设计原则

采用先进成熟的工艺流程及设备方案,在满足使用方技术要求的前提下,本着投入经济合理操作稳定可靠、运行连续安全的原则进行设计。

1.6设计指导思想

1.6.1.安全第一,设计方严格执行国家和行业的相关标准和规范,采用成熟、先进的技术,装置和工艺流程的设计力求合理可靠,燃烧完全,防止有害物质对人员造成伤害,确保焚烧装置建设和运行安全。系统可靠,不泄漏;同时考虑运行的经济性、合理性。

1.6.2.装置的工艺设备在设计、制造及验收都严格执行国家相关的标准规范,在设计和制造质量上都要达到国内先进水平。通过焚烧把有害的废气废液变为无害的物质,不产生二次污染,实现了化工危险废物的无害化与减量化处理。

1.6.3.确保工程的稳定可靠性及良好经济性,减少日常维护和维修工作量,改善工人操作条件。

1.6.4.钢管(A英制),法兰、垫片、紧固件采用美标体系(CLASS系列)。

1.6.5.装置的总体设计要基本实现一体化、露天化、轻型化、社会化和国产化的五化原则。

1.7 设计过程中所遵循的主要标准、规范

系统设计必须遵守国家法律标准、规范。包括但不局限于下列标准、规范(最新版):

《中华人民共和国环境保护法》主席令 22号(2015年)

《中华人民共和国水污染防治法》(200541日)

《国家危险废物名录》  

《中华人民共和国大气污染防治法》主席令 32号(2000年)  

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》主席令 31号(2004年)

《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》劳动部令第3号(1996

《国务院关于加强防尘防毒工作决定》国发[1984]97

《危险废物焚烧污染控制标准》GB 18484-2001

《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597-2001  

《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》HJ/T 176-2005

《危险废物鉴别标准》(GB5085.13-1996

《工业企业厂界噪声标准及其测量方法》 GB 1234812349-90

《烟囱设计规范》GB 50051-2002

《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1996

《工业金属管道设计规范》GB 50316-2000  

《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87-85  

《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH 3063-1999

《工业企业总平面设计规范》GB 50187-93  

《建筑设计防火规范》GB 50016-2006

《污水综合排放标准》GB 8978-1996

《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003

《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140-2005

《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003  

《热交换器房设计规范》GB 50041-92

《热交换器大气污染物排放标准》GB 13271-2001  

《压缩空气站设计规范》GB 50029-2003

《供配电系统设计规范》GB 50052-95

《低压配电设计规范》GB 50054-95  

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062-92

《电力工程电缆设计规范》 GB 50217-94  

《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-98

《分散型控制系统工程设计规定》HG/T 20573-95  

《仪表系统接地设计规定》HG/T 20513-2000  

《危险废物污染防治技术政策》环发[2001]199

中华人民共和国劳动法 199412

生产过程安全卫生要求总则GB12801-91

生产设备安全卫生设计准则GB5083-85

钢管,法兰、垫片、紧固件采用美标体系(HG20615-2009CLASS系列)。

其他相应的标准和规范。

1.8 设计工艺要求

焚烧炉技术要求

焚烧量

焚烧方式

烟气停留时间(s

燃烧效率(%

焚烧去除率(%)

焚烧残渣的热灼减率(%)

排气筒高度(m

废固5t/d

废液5t/d

二级焚烧

≥2

≥99.9

≥99.99

5

≥25

污染控制要求

污染物

烟气黑度

烟尘

二氧化硫

氮氧化物

二噁英类

最高允许排放浓度限值

林格曼

50

200

200

0.1TEQ/m3

1.8.1 整体工艺技术原则

1)处理规模和处理工艺应充分考虑当地产业结构和企业实际情况,留有机动性和发展余地。

2)选择的工艺方案应遵循危险废物处理处置无害化、资源化、减量化的原则,同时要考虑待处理废物的类别、性质等特点。

3)选择的工艺流程借鉴国外危险废物处理处置原则技术方法,选择技术成熟、有运行经验、通用性好的处置工艺,经济合理的建设方案,即优先选择具有相对先进性、示范性的技术。

4)考虑到危险废物种类多而每种危险废物的数量相对较少,因此,选定的工艺流程要考虑危险废物的复杂性和多变性,工艺选择应兼顾通用性、广普性,充分体现出整体设计的柔性和广泛的适应性。

5)在设备选型上应选择性能稳定、结构合理适应性强的设备,达到国内先进水平。

6)考虑到危险废物种类多,物理、化学性质差异较大,焚烧设备设计要充分考虑安全性。

1.8.2 工艺技术要求

1. 焚烧系统应满足所要求运行工况下能完全焚烧废料,并将废料中的碳、氢、氧化物完全地转变为CO2H2O等无害物质。

2. 焚烧炉系统应能适应各种运行工况的要求,确保不同工况下系统的正常、安全、可靠地运行。

3. 焚烧后的烟气净化后高空达标排放,灰渣按危险废物送危废中心或固化处理。

4. 焚烧炉运行中保证系统处于负压状态,避免有害气体逸出。

5. 点火采用多种控制方式,即可以现场手动点火,也可以操作控制盘点火。

6. 为避免二次污染,焚烧应达到以下技术要求

二次燃烧室焚烧温度:≥1100℃以上(避免或减少二噁英产生)

烟气停留时间:≥2s

焚烧效率:≥99.9%

焚毁去除率;≥99.99%

7. 烧炉系统能保证在正常条件下连续稳定安全运行

8. 焚烧炉系统应按照GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》中的类标准和GBJ87-85《工业企业噪声 控制设计规范》,严格控制噪声。

9. 焚烧系统设备材料具备耐高温、耐腐蚀性能,设计使用寿命15年。

10. 按规定做好防雷及静电接地。

1.8.3 自控技术要求

自动化控制是危险废物焚烧炉运行控制的重要手段,也是现代环保理念的基本要求。仪表自控系统的设置是危险废物处理工艺运行的必要条件,能保证危险废物处理设备生产的稳定和高效,减轻劳动强度,改善操作环境,实现危险废物处理设备的现代化生产管理。基于危险废物焚烧特性和环境保护的要求,危险废物处理设备自动化控制应有较高的水平。

仪表自动化控制系统由现场检测仪和自动燃烧控制系统构成。

1.8.4 本项目设计烟气排放指标

本方案以《危险废物焚烧污染控制标准》(标准号GB18484-2001)作为环保验收标准,有关数据低于国家标准。

 

2 设计基础条件

2.1 焚烧条件及要求

2.1.1 装置规模(按300/年,20小时/天设计)

焚烧项目

状态

处理总量

单位

备注

含盐有机物废液

常温粘稠液态

250

kg/h

余热回收

高热值废固

常温小粒径固态

250

kg/h

茂金属钴、余热回收

2.1.2 焚烧物实验分析

废液

废液的主要是,氢氧化钠催化2-羟乙基吡啶生成2-乙烯基吡啶的釜底残液,呈焦油状,其中20%氢氧化钠,其混合热值约16720J/g。焚烧设备日处理量5吨(250kg/h)

废固

废固的主要成份是:50%焦油、45-49%聚乙炔、1%金属钴,其混合热值约20900J/g。焚烧设备日处理量5吨(250kg/h)

2.1.3 焚烧装置设计负荷及要求

操作弹性:80120%

运行时间:可固液单独运行也可固液混合运行,整套设备可连续运行

焚烧要求:废固和废液焚烧充分,废气焚烧达标排放,茂金属钴及余热回收

2.1.4公用工程要求

序号

名称

条件

备注

1

天然气

热值8,3008,600kcalN m3 ;压力≥5kpa

 

2

软化水

压力:0.20.3Mpa;温度:常温

 

3

电源

电气:380V50Hz;仪表:220V50Hz

 

4

压缩空气

压力:6kg/cm2 ;流量:5m³/min

 

经设计方实验分析,新乡市**化工有限公司的两种废物适合焚烧处理,可由我公司设计的SCFS-GY-250型】废液、废固一体化焚烧炉进行无害化、减量化、资源化处置。该焚烧系统操作稳定、安全可靠、经济合理烟气排放符合GB18484-2001《危险废物焚烧污染控制标准》中的排放限值。


3 热力计算

3.1 热力计算方法

废液热力学计算

立式液体焚烧炉:按照处理量250kg/h废液,采用天然气加热设计。

250kg/h废液在焚烧过程中产生的热量为:=4180000KJ/h(称为Q

需热量计算:

250kg/h废液含水60%,该水分汽化并且温度升高到800所需要热量(考虑到废液中含有少量其它有机物焚烧过程放热及对物料的预热,忽略水分汽化前所需要热量):=561300KJ/h;体积为:537m³/h800℃

250kg/h废液含20%氢氧钠从常温(20℃),升高到750℃燃烧段最高温度所需要热量为:=147095KJ/h

250kg/h废液含20%有机可燃物燃烧自身需热:=70746KJ/h

250kg/h废液含20%有机可燃物燃烧所需要空气量

2C3H4ON+9O2=6CO2+4H2O+2NO2由于每2molC3H4ON燃烧需要9molO2,则,50KgC3H4ON燃烧需要空气量685m³/h(按照GB18484-2001要求烟道气含氧6-10%,产生的废气量1308m³/h

该部分烟道气从常温(20℃),升高到800℃所需要热量(按空气比热计)为:=1290859KJ/h体积为:4790m³/h800℃

共需热量:2070000KJ/h ,考虑到热量损失(按10%计):2340000KJ/h

废液焚烧热量差值:+1903000KJ/h    也就是说该废液能引燃后自行燃烧。

综上:废液焚烧余热:1903000KJ/h       烟道气体积:V2=5327m³/h800℃);

该热量有水冷壁管将热量移出或者该级缺氧燃烧,二级增加二次空气补充量以达到在二级充分燃烧并放出热量的目的。本设计方案从可操作性、安全性考虑,采用水冷壁管将热量移出方案。

ƒ废固热力学计算

循环流化床焚烧炉,处理量按250kg/h设计,采用天然气加热设计

250kg/h固体废料焙烧所产生的热量:因为废料在循环流化床焚烧炉中焚烧,其中的有机物有一半左右变成气体进入二次燃烧室,所以其在循环流化床焚烧炉放出热量为:=2612500kj/h(称为Q

250kg/h废料的比热按照聚乙炔比热计,该废料从常温(20℃),升高到750℃燃烧段最高温度所需要热量为(热量损失按照10%计)=346912.5KJ/h(称为Q)  

Q-Q=-2265587.5KJ/h 也就是说,固体焚烧引燃后自行燃烧。

*总结:

循环流化床焚烧炉产生烟道气量为1730m³/h800);(直接进入二级焚烧系统)

废液焚烧烟道气体积:V2=5327m³/h800℃);

3.2 二级燃烧室热量估算:

废液

立式液体焚烧炉所产生烟道气量:5327m³/h该气800℃升到1100℃所需热量=666599.5kJ/h  体积变为:6152m³/h1100

废固

由于废料在循环流化床焚烧过炉焚烧过程中产生的废气量有限,大约产生的废气量在1730m³/h温度在800℃左右。该烟气从800℃升到1100℃所需热量(按空气比热计)1730*0.748*1.097*300=425868.6kj/h烟气体积增加到2903 m3/h. 1100

综上:立式液体焚烧炉和废固焚烧炉尾气进入二次燃烧室,温度提高到1100℃左右,该体积为9028m3/h需要的总热量:1092467.5kJ/h。固液一次燃烧后结余热量:4168587kJ/h可以实现二燃室点火后无辅助燃料自主燃烧。


4 工艺流程说明

4.1物料分析

1废液250kg/h;废固250kg/h

2)根据给定的参数进行计算,燃烧时需要伴以辅助燃料,辅助燃料采用天然气

3)高温焚烧产生的烟气主要是N2O2CO2H2O等,通过冷却后达到环保排放要求经烟囱排放。

4.2主要工艺设计概述

焚烧炉系统有焚烧系统烟气处理系统两部分组成。焚烧系统由废固焚烧炉废液焚烧炉、迷宫沉降除尘器、二燃室及控制系统组成。烟气处理系统由余热回收设备、急冷和除尘设备、酸性气体吸收设备组成。危险废物焚烧过程中,系统工艺流程简述如下:

4.2.1焚烧系统工艺流程概述

废液、废固经统一收集,分别储存。废液由泵加压输送至内有加热盘管或蒸汽加热式夹套储罐内,废液保持一定的温度使其具有良好的流动性,通过管路输送至焚烧炉进料口,通过喷咀装置进入焚烧炉,废在焚烧炉内加热、汽化和燃烧,燃烧产生的混合烟气除尘后,进入二次燃烧室。废固有螺旋输送机送至焚烧炉进料口,通过进料装置进入焚烧炉,废在焚烧炉内加热、汽化和燃烧,燃烧产生的混合烟气经迷宫沉降除尘器除尘后,进入二次燃烧室

考虑到工厂废物的复杂性和成分多变性及其热值的不稳定性,为确保焚烧系统的安全稳定运行,设计在焚烧炉本体布置了辅助燃烧器,辅助燃烧器具有FSSS火焰监测和保护功能,当炉膛温度低于设定值时,燃烧器自动开启,当炉膛温度高于设定值时燃烧器自动切换。燃烧器的喷气量和助燃风量由燃烧器带来的比例阀自动控制和调节。

燃烧系统的启动采用天然气做辅助燃料,焚烧炉的耗天然气耗量主要取决于焚烧炉的启动次数、废物成份、热值和水份。

当废物热值较低时,为保证焚烧炉稳定运行,焚烧炉需加入天然气助燃。

变速立式迷宫沉降器是我公司自主研发的无机盐粒、固体颗粒沉降装置(已申请国家发明专利),该装置利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置。其机理为含盐粒、固体颗粒的气流进入沉降室后,由于扩大了流动截面积而使得气流速度大大降低,使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。该装置通过变速提高了沉降效率,同时大大减少了设备占地面积和设备投资,该装置更具有压力损失小,可以处理高温气体,运行可靠,基本不用维修的特点。

迷宫沉降除尘器出来的烟气进入二燃室再次高温燃烧,同时通过助燃燃料,使燃烧温度≥1000℃以上,烟气在二燃室的停留时间2秒以上,确保进入焚烧系统的危险废物充分彻底的燃烧。经二燃室充分燃烧的高温烟气送入尾气处理系统。

二次燃烧室布置了辅助燃烧器。二燃室的烟气温度是通过二次风(由鼓风机提供)和助燃燃料来调节的。

为保障系统应急事故发生时系统的安全,在二次燃烧室顶部设置了紧急防爆门。当烟气处理系统的引风机出现故障、二燃室压力超过限值时,顶部的紧急防爆门将自动打开卸压。

4.2.2 烟气处理系统工艺流程概述

通过二燃室充分燃烧分解后的烟气进入尾气处理系统,尾气处理系统有余热回收设备、G-G换热器、急冷吸收塔、喷淋吸收塔、雾水分离器、引风机、烟囱等组成。烟气进入余热回收设备设备内的软化水换热,回收热水或蒸汽的同时,使烟气有1100℃左右降至750℃左右。之后进入G-G换热器,与换热器中的冷空气换热(换热后的气体作为补燃空气),将空气温度加热到200℃以上,可以减少焚烧炉和二燃室燃料的消耗,同时烟气温度降低到650℃左右。

焚烧炉烟气中的污染物成分包括粉尘、HFHClNOxSOxCO2CO和二噁英等。为了达到去除的标准要求,本系统的烟气处理采用湿法脱酸除尘工艺。具体工艺是:烟气进入湿式喷淋急冷塔。急冷塔所需碱水由碱液制备系统经2台碱液泵提供, 给水经塔内的双流体雾化喷头将水雾化成小于30μm,直接与烟气进行传质传热交换,利用烟气的热量使喷淋的水分蒸发,从而使烟气在塔内迅速降温至200左右,烟气在急冷塔内的急冷时间为1秒钟。之后进入喷淋吸收塔脱除烟气中的有害成分,且对烟气再次降温至75℃左右,进入雾水分离器分离烟气中的水分,然后经烟囱排空。

烟气处理工艺的选择

湿法工艺:湿式反应塔最大的优点为酸去除效率高,对HFHCl之去除效率可达95%以上,对氮氧化物、SO2亦可达90%以上,湿式反应塔比半干式反应塔对各种有机污染物(如PCDDPCDF等)及重金属有较高之去除效率,同时湿式反应塔还具有除尘功能。本工艺的优点为烟气净化相对干净,药剂消耗量小,酸性气体去除率高。 具体工艺介绍如下:

1、钠-钙双碱法NaOH--Ca(OH)2】采用烧碱吸收SO2石灰还原再生,再生后吸收剂循环使用,无废水排放

烟气进入急冷塔。烟气与脱硫液接触,将脱硫液雾化成直径0.1-1.0mm的液滴,形成良好的雾化吸收区。烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应,完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘。经脱硫后的烟气向上通过塔侧的出风口进入气液分离器经风机通过烟囱排放。

脱硫液采用外循环吸收方式。吸收了SO2的脱硫液流入再生池,与新来的石灰水进行再生反应,反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀,当一个沉淀再生池沉淀物集满时,浆液切换流入到另一个沉淀再生池,然后由人工清理这个再生池沉淀的沉渣,废渣晾干后外运处理。循环池内经再生和沉淀后的上清液体由循环泵打入脱硫塔循环使用。
2. 化学反应原理
基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。
脱硫部分:

2NaOHSO2Na2SO3+H2O  (1

Na2SO3SO2H2O2NaHSO3  (2

以上二式视吸收液酸碱度不同而异,碱性较高时(PH9)以(1)式为主要反应;碱性到中性甚至酸性时(5PH9),则按(2)式反应。
消石灰再生
Ca(OH)2Na2SO32NaOHCaSO3
Ca(OH)22NaHSO3Na2SO3CaSO3•H2OH2O
在石灰浆液(石灰达到达饱和状况)中,NaHSO3很快与Ca(OH)2反应从而释放出[Na],[SO32-]与[Ca2]反应,反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使[Na]得到再生。该反应过程实际上消耗的是石灰,理论上不消耗烧碱(只是清渣时会带也一些,因而有少量损耗)
再生的NaOHNa2SO3等脱硫剂循环使用。

3. 事实上,该脱硫剂对其它酸性气体同样有较好的脱除效果,只不过是只消耗烧碱而已(反应方程式如下)。所以,我们选用该工艺来作为废气处理的优选方案。


  2NaOH + 3NO2 = 2NaNO3 + NO + H2O  (主反应)
         2NaOH + NO2 + NO = 2NaNO2 + H2O  (副反应)

4.3焚烧工艺流程及主要设备说明

废液统一收集储存在内有加热盘管或蒸汽加热夹套储罐内,废液保持一定的温度使得其具有良好的流动性,通过管路输送至焚烧炉进料口;废固统一收集后,经螺旋输送装置进入循环流化床焚烧炉进行焚烧。根据计算在物料热氧化处理过程中需要伴以天然气作为辅助燃料,天然气通过管道送入焚烧界区由燃烧机点火,来流压力应该能够满足烧嘴需要的压力

本焚烧装置的燃烧室内焚烧温度控制在1100℃左右,废气在高温下分解、氧化,生成CO2H2ONOx等,经过脱硫脱硝掺混冷却后的烟气经烟囱外排 

焚烧工艺流程简图

4.3.1主要设备说明

为满足上述工艺要求焚烧炉由以下设备和系统组成

1本方案的焚烧系统及尾气处理系统由下列主要设备及辅助设备组成:

循环流化床焚烧炉(废固燃烧室)立式废液焚烧炉(废液燃烧室)、迷宫沉降除尘器(废液、废固各一)、二次燃烧室、余热回收锅炉G-G换热器急冷喷淋塔、喷淋吸收塔、雾水分离系统、鼓风机、引风机、烟囱等组成。

2、焚烧炉附属系统组成:

点火助燃系统: 一次燃烧器、二次辅助燃烧器

送风系统:一次风系统(燃烧空气供给)、二次风系统

急冷吸收系统:含急冷泵、急冷管路、雾化喷头

其他系统:凉水塔、沉淀池、循环泵、仪表风系统、热工控制及仪表、电气系统 焚烧炉系统的主要设备逐一说明如下:

4.3.1.1废固焚烧炉性能

废固先经前期预干燥,后螺旋输送机输送至循环流化床焚烧炉(一次燃烧室)进行焚烧废固在助燃空气作用下在炉膛内经过复杂的物理化学反应,使废料中的有机物质挥发分解。燃烧产生的烟气及未完全燃尽的颗粒物则进入二次燃烧室进行高温焚烧;二燃室带有旋风积尘作用,烟气中较大的颗粒被沉积下来送至一次燃烧室继续焚烧,较小颗粒的烟尘从底部排出;二次燃烧室出来的烟道气进入内衬耐火材料的迷宫沉降除尘器进一步除尘;

炉体的结构形式及尺寸决定了废固焚烧炉的处理量和有害物质的分解去除率。焚烧炉的主体是固体立式炉体、内衬高温耐火材料和310s耐高温不锈钢,中间是轻质隔热材料,最外层以钢板为保护层,炉体外壁温度不超过80℃。废料焚烧炉出口处设有热电偶,及时反映炉内温度,便于及时调节燃料量。在炉体上部设有防爆口,以防止炉膛内烟气爆燃对炉体的损坏。

废固焚烧炉功能及优点

循环流化床焚烧炉用于高温焚烧有机废料及废固,通过调节辅助燃料量、燃烧空气的供给来确保废料及废固的完全燃烧和维持炉内的燃烧温度,并按焚烧烟气在炉膛内的滞留时间、容积热负荷、水分蒸发强度来确定炉膛容积,以保证废料中的有机物在炉内达到完全燃烧分解。

废固焚烧炉设计工况的技术参数

设计处理量:250kg/h

点火方式:燃烧器自动点火

炉体型式:立式、圆筒型、内衬耐火砖、浇注材料保温材料。

炉内压力:微负压燃烧

燃烧室温度:750-800℃

4.3.1.2立式废液焚烧炉性能

废液由泵加压后经雾化器喷淋进入焚烧炉,废液在助燃空气在焚烧炉炉膛内经过复杂的物理化学反应,使废液中的有机物质彻底分解销毁。炉体的结构形式及尺寸决定了废液焚烧炉的处理量和有害物质的分解去除率。

焚烧炉的主体是立式炉体,内衬高温耐火材料局部内衬耐高温合金钢,中间是轻质隔热材料,最外层以钢板为保护层,炉体外壁温度不超过80℃

焚烧炉出口处设有热电偶,及时反映炉内温度,便于及时调节燃料量。在炉体上部设有防爆口,以防止炉膛内烟气爆燃对炉体的损坏。

废液焚烧炉设计工况的技术参数

废液设计处理量:250kg/h

点火方式:燃烧器自动点火

炉体型式:立式、圆筒型、内衬耐火浇注材料局部内衬耐高温合金钢。

炉内压力:微负压燃烧

燃烧室温度:750-800℃

4.3.2 二燃室概述

采用圆筒型耐火材料整体浇注成形结构,局部内衬耐高温合金钢。进口燃烧装置,助燃火焰、空气切向进入二燃室,有效保证烟气的滞留时间及大颗粒粉尘在二燃室内沉降,燃烧效率≥99.9%,焚毁去除率≥99.99%。二燃室设有紧急排放口,以确保系统具备防爆功能。

二燃室设计计算参数

4.3.3 余热回收锅炉

余热回收锅炉的特点和性能

采用带有集尘器的余热锅炉可以除去颗粒较大的粉尘,换热效果良好。经过高温焚烧后的烟气,进入带有集尘器的余热锅炉烟气在与余热锅炉中的软化水进行换热的同时,得到除尘、冷却,烟气的出口温度降低到740℃左右。

经过除尘处理后的烟气,10m以上颗粒浮尘得以最初的拦截处理。余热锅炉采用水夹套形式设计,其结构设计合理,自动控制水位,运行可靠、方便。

4.3.4 G-G换热器

G-G换热器概述

助燃空气在进入固体焚烧炉助燃前,首先在G-G换热器内与从水冷集尘器来的烟气进行换热,一方面提高空气的入炉温度,从而减少燃料的消耗量,另一方面继续降低出口烟气的温度。

G-G换热器采用螺旋列板换热器,换热系数远大于传统换热器。

4.3.5 喷淋急冷

喷淋急冷塔设计工况的技术参数

型式:立式圆筒型、内衬耐酸碱耐火材料

烟气进口温度:650℃

出口烟气温度:200℃

烟气滞留时间:急冷1s

烟气急冷时间和停留时间的控制

根据出口烟气温度通过自动控制变频调节碱液泵,来调整喷入的碱液量,使得碱液量和烟气量成一定的比例关系,从而确保烟气急冷时间控制在1s之内;同时通过调节碱水量,保证出口烟气温度维持在200℃左右。

4.3.6 喷淋吸收塔

喷淋吸收塔设计工况的技术参数

型式:立式圆筒型、内衬耐酸碱耐火材料

烟气进口温度:200℃

出口烟气温度:75℃

烟气滞留时间:5s

烟气急冷时间和停留时间的控制

根据出口烟气温度通过自动控制变频调节碱液泵,来调整喷入的碱液量,使得碱液量和烟气量成一定的比例关系,从而确保烟气急冷时间控制在1s之内;同时通过调节碱水量,保证出口烟气温度维持在75℃左右。

4.3.7烟囱

1)烟囱结构

烟囱的设计根据《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)严格执行。

烟囱采用钢制烟囱,内壁涂防腐材料,外壁施工防腐涂料,确保烟囱的使用寿命,符合整套设备使用工况。

2)烟囱附属设备

按《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996)的要求,设置永久采样孔,并安装用于采样和测量的设施。烟囱顶部设置避雷针,与地面避雷装置相连,接地电阻小于


5 控制系统说明

5.1 控制系统总体方案

控制系统由现场一次仪表(如变送器、切断阀、火焰检测器)、PLC(带触摸屏)等部分组成。焚烧系统所有的逻辑控制、过程控制、安保联锁等功能均在PLC上实现,各种运行参数的实时、历史趋势记录,现场实时监控画面,报警画面等在触摸屏上显示。焚烧控制系统主要完成的功能有:

焚烧炉的启动、停车;

装置的安保联锁;

装置过程参数的显示与控制;

装置过程参数的超限报警;

装置过程主要参数的记录;

与主装置的通讯。

在焚烧炉PLC触摸屏上实现点火燃烧装置的启停等操作。在触摸屏上主要完成

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