生活垃圾焚燒發電廠項目焚燒工藝方案論證焚燒爐爐型選擇目前國內外應用較多、技術比較成熟的生活垃圾焚燒爐爐型主要有機械爐排爐、流化床焚燒爐。回轉窯焚燒爐的燃燒機理與水泥工業的回轉窯相類似，主要由一傾斜的鋼制圓筒組成，筒體內壁采用耐火材料砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護滾筒。垃圾由入口進入筒體，并隨筒體的旋轉邊翻轉邊向前運動。回轉窯常用于成分復雜、有毒有害的工業廢物和醫療垃圾，在生活垃圾焚燒中極少單獨應用。在我國應用回轉窯焚燒爐情況顯示，由于單臺處理規模較小，燃燒工況較為特殊，多作為危廢處理設施，不宜用于處理生活垃圾。下面僅對常用的爐排型垃圾焚燒爐與流化床垃圾焚燒爐的應用進行分析。1、機械爐排爐機械爐排爐采用層狀燃燒技術，具有對垃圾的預處理要求不高，對垃圾熱值適應范圍較廣，運行及維護簡便等優點。是目前世界最常用、處理量最大的城市生活垃圾焚燒爐。在世界各地得到廣泛使用，其單臺最大規模可達900t/d，技術成熟可靠。垃圾在爐排上通常經過三個區段：預熱干燥段、燃燒段和燃燼段。垃圾在爐排上著火，熱量來自上方的輻射和煙氣的對流，以及垃圾層的內部。爐排上已著火的垃圾通過爐排的特殊作用，使垃圾層強烈的翻動和攪動，通過可控的自動燃燒控制，實現垃圾的充分燃燒。2、流化床焚燒爐流化床技術在70年前便已被開發，之后在20世紀60年代用來焚燒工業污泥，在70年代用來焚燒生活垃圾，80年代在日本得到一定的普及，縣場占有率在10%以上，但在90年代后期，由于煙氣排放標準的提高和自身的不足，在生活垃圾焚燒上的應用有限。國內近些年來流化床焚燒爐得到了一定程度的應用，但該爐型多用于日處理垃圾300t以下規模的垃圾處理項目，且存在一定爭議，有待進一步完善。流化床焚燒爐的焚燒機理與燃煤流化床相似，利用床料的大熱容量來保證垃圾的著火燃燼，床料一般加熱至600℃左右，再投入垃圾，保持床層溫度在850℃。流化床焚燒爐可以對任何垃圾進行焚燒處理，燃燒十分徹底。但對垃圾有破碎預處理要求，容易發生故障。另外，國內大部分流化床均需加煤才能焚燒。表5.1-1爐排型垃圾焚燒爐與流化床垃圾焚燒爐的應用比較項目機械爐排爐流化床焚燒爐單爐處理規模最大900t/d最大500t/d設備占地大較小焚燒爐特點機械爐排，層燃燃燒固定式爐排，流化燃燒垃圾預處理不需要需要灰渣熱灼減率達標低垃圾停留時間長短燃燒空氣易根據工況調節風壓高，電耗高對垃圾適應性含水量調整干燥段適應不同濕度垃圾爐溫易隨垃圾含水量的變化而波動顆粒度較好需要垃圾破碎煙氣中含塵量較低高燃燒介質不用載體需石英砂載體燃燒工況控制較易不易運行費用較低低煙氣處理較易較難維修工作量較少較多運行業績最多較少綜合評價處理性能/環保性能好,成本較低故障率高,工程技術需完善,需加煤燒適用性適用于本工程不適用于本工程通過上表比較，機械爐排爐相對其它爐型有以下幾個特點：1、機械爐排爐技術成熟，世界各城市絕大部分垃圾焚燒廠均采用該爐型，國內已有數十個項目的成功案例。2、機械爐排爐可實現可靠的燃燒控制，對垃圾適應性強，更能夠適應國內垃圾水分、熱值的特性，確保垃圾完全燃燒。3、與相關行業相比，煙氣污染物可控制在先進水平上。4、經濟性較好，垃圾不需要預處理直接進入爐內。5、設備壽命長，運行穩定可靠，維護方便，國內已有成熟的技術和設備。根據國家建設部、國家環保總局、科技部發布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》要求，“目前垃圾焚燒宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術，審慎采用其它爐型的焚燒爐”。基于以上幾點理由，推薦本項目選用機械爐排型焚燒爐爐型。焚燒處理生產線的配置根據《城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》的規定和國內外城市生活垃圾焚燒發電廠建設的經驗，從投資角度考慮，在總處理規模確定的條件下，在技術可行的情況下，全廠采用焚燒線數量越少，單臺垃圾焚燒爐規模越大，焚燒發電廠設備數量和金額也就越少，因此，采用大規模的焚燒爐能夠有效的減少單位投資成本和一次性投資在焚燒處理規模一定的情況下，焚燒線數量越少，則維修、操作、管理更為方便，所需運行人員比較少，由于設備相對較少，全廠故障率也隨之降低。通過綜合比較，從減少設備的一次投資，節省占地，降低垃圾處理費用提高焚燒發電廠生產效率的角度出發，選用單臺處理能力600t/d的焚燒爐較為適宜，同時主廠房預留一條600t/d的焚燒線位置。汽輪發電機組的配置垃圾焚燒發電廠汽輪發電機配置原則本工程是以垃圾焚燒為主，汽輪機組的設置是為了回收利用垃圾焚燒產生的熱量，提高全廠的經濟性。汽輪發電機組容量及數量的確定應能充分利用垃圾焚燒后產生的熱量，同時保證垃圾焚燒爐的穩定運行。汽輪發電機組應根據焚燒爐負荷的變化，調整發電負荷，即“機跟爐”運行。汽輪發電機組選用技術成熟、運行穩定的機組，熱力系統在滿足焚燒爐運行的基礎上盡可能簡單、可靠。本項目汽輪發電機配置本項目一期處理規模為600噸/日，建議本工程先建設1臺12MW汽輪發電機組和1套高溫旁路凝汽器，遠期工程再建設1臺12MW機組，這樣就能夠兼顧本工程和遠期工程的需要。而12MW均為成熟產品，性能穩定，維護期短，其故障率遠遠低于焚燒爐，工作壽命長。在一期工程中，即使單臺汽輪機發生故障，蒸汽也可以通過旁路凝汽器進行回收，保證焚燒爐的穩定運行。因此經比較確定本工程配置一套12MW汽輪發電機組并為遠期工程預留一套12MW汽輪發電機組的位置。煙氣凈化方案煙氣排放指標1）煙氣性質：額定工況每臺鍋爐出口煙氣流量估算為7.5×104Nm3/h。煙氣主要成分與余熱鍋爐出口煙氣污染物估算量如表5.4-1所示。表5.5-1煙氣主要成分與余熱鍋爐出口煙氣污染物估算量序號項目單位數量序號項目單位數量1N2%56.728HClmg/Nm315002CO2%8.89HFmg/Nm3203O2%8.0010NOXmg/Nm34004H2O％22.9611Cd，Timg/Nm30.85SOXmg/Nm360013Hgmg/Nm30.36粉塵mg/Nm3320014其它重金屬mg/Nm3657COmg/Nm35015PCDD&PCDFng-TEQ/Nm342）排放標準：在可靠和穩定處理垃圾的同時，必須嚴格環保標準，降低污染物排放濃度。由于本項目靠近京、津，同時考慮河北省目前嚴重的大氣污染狀況，本項目煙氣排放指標，按《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)和歐盟2000標準，采用最嚴格的煙氣排放標準。表5.4-2煙氣排放指標表序號污染物名稱單位國家標準GBl8485-2001GB18485征求意見稿歐盟2000/76/EC本工程保證值日均值小時平均日平均半小時100%日均值小時平均1顆粒物mg/Nm38020(測定均值)103020(測定均值)2HClmg/Nm3755060106010603HFmg/Nm3－--14144SOxmg/Nm32608010050200502005NOxmg/Nm34002002502004002002506COmg/Nm315060100501005080測定均值7TOC--10108Hg及其化合物mg/Nm30.20.050.050.059Cd及其化合物mg/Nm30.10.050.050.0510Pb和其他重金屬mg/Nm31.61錳鉛等其他重金屬:0.50.511煙氣黑度林格曼級111112二噁英類(TEQ)ng/Nm31.00.10.10.1注：1）本表規定的各項標準限值，均以標準狀態下含11%O2的干煙氣為參考值換算。2）煙氣最高黑度時間，在任何1h內累計不得超過5min。為了達到上述的排放標準，需要確定相應的煙氣凈化工藝，在通常情況下，煙氣凈化工藝主要針對酸性氣體（HCl，HF，SOx）、NOx、顆粒物、有機物及重金屬等進行控制，其工藝設備主要由幾部分組成：即酸性氣體脫除、顆粒物捕集、NOx的去除和有機物及重金屬的去除工藝設備。除塵工藝的確定垃圾焚燒發電廠的飛灰控制多應用靜電除塵器、袋式除塵器。隨著環保要求的日益嚴格，因靜電除塵器可能產生二噁英類，已基本不再采用。國家相關標準明確規定生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。故本工程采用袋式除塵器。酸性氣體脫除工藝的確定煙氣的氣態酸性污染物凈化工藝分為干法、半干法和濕法三種。本建議書確定凈化工藝是以立足國情，適當超前，方便操作，技術成熟，達到規定的排放標準為指導思想。由于濕法工藝復雜，運行成本高，按本項目煙氣污染物排放標準，不宜采用。現代干法和半干法凈化工藝，也可滿足本項目煙氣污染物排放標準，工藝相對簡單，運行成本低，本項目建議書推薦采用半干法工藝。并將在本項目可研階段再進行深入論述，最終確定采用哪種工藝。NOx去除工藝的確定NOx的去除工藝有選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)。針對本工程NOx的200mg/Nm3排放要求，擬配置SNCR脫除NOx工藝系統，保證NOx的去除效果。重金屬及二噁英去除工藝的確定目前常用的重金屬及二噁英去除工藝是在袋式除塵器對二噁英類和重金屬有較好的去除效果的基礎上，增加活性炭吸附方法，通過