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生活垃圾焚烧系统设计——本科毕设论文概览
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"生活垃圾焚烧系统设计本科毕设论文.pdf" 是一份关于生活垃圾焚烧系统的本科毕业设计论文,可能包含了从系统设计、技术应用到环境保护等多个方面的内容。论文的原创性和使用授权已被作者和指导教师签字确认,表明论文是作者独立完成的研究成果,并允许学校保留和使用论文。 这篇论文首先涉及的是原创性声明,作者承诺论文中的研究成果是其个人在指导教师的指导下完成的,未包含已发表或公布的他人研究成果,同时也对提供帮助的个人或集体表示了感谢。接下来的使用授权说明指出,作者同意学校对论文进行保存、使用和公开,但不以营利为目的。 学位论文原创性声明再次强调了论文的独立性和原创性,作者承诺除了引用的部分外,论文不含他人的成果,并对由此产生的法律责任负责。学位论文版权使用授权书则授权学校对论文进行复制、保存和检索,同时也包括可能的公开。 此外,指导教师评阅书部分展示了教师对学生在撰写论文过程中的评价,包括学生的治学态度、专业知识掌握程度、问题解决能力以及研究方法的科学性等方面。这部分评价可能有助于读者了解论文的质量和作者的研究能力。 论文的具体内容可能涵盖了生活垃圾的分类、焚烧技术的选择、焚烧系统的工艺流程、热能利用、烟气处理、环境影响评估等多个方面。焚烧系统的设计可能涉及到燃烧原理、设备选型、自动化控制以及安全措施等技术细节。同时,论文可能还讨论了如何在满足环保标准的同时,提高焚烧效率和经济效益。 这份论文为读者提供了一个全面了解生活垃圾焚烧系统设计的平台,不仅包含了理论知识,还可能有实际操作和工程应用的案例分析,对于学习环境工程、能源工程或相关领域的学生来说是一份宝贵的学习资料。
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生活垃圾焚烧系统设计
IV
3.4 垃圾发热量计算 ......................................................................................................... 19
3.5 理论燃烧温度计算 ..................................................................................................... 19
3.6 可利用热值计算 .......................................................................................................... 20
3.7 前处理系统 .................................................................................................................. 21
3.8 焚烧炉炉膛尺寸计算 ................................................................................................ 22
3.8.1 炉膛直径和深度的确定 ....................................................................................... 22
3.8.2 炉膛高度的确定 ................................................................................................... 22
3.9 炉膛开孔设计 .............................................................................................................. 24
3.9.1 燃料入口 ............................................................................................................... 24
3.9.2 脱硫剂入口 ........................................................................................................... 24
3.9.3 一次风和二次风入口 ........................................................................................... 24
3.9.4 炉膛出口 ............................................................................................................... 24
3.9.5 循环物料进口 ....................................................................................................... 24
3.9.6 炉膛排渣口 ........................................................................................................... 24
3.10 风载荷计算 ................................................................................................................ 25
3.10.1 风力计算 ............................................................................................................. 25
3.10.2 风弯矩计算 ......................................................................................................... 29
3.11 各种载荷引起的轴向力 ......................................................................................... 30
3.11.1 计算压力引起的轴向拉应力 ............................................................................. 30
3.11.2 重力载荷引起的轴向拉应力 ............................................................................. 30
3.11.3 最大弯矩引起的轴向拉应力 .............................................................................. 31
第四章 换热系统及布风装置的设计
.................................................................................
33
4.1 外置式换热器( EHE)的简介
................................................................................ 33
4.2 外置式换热器( EHE)的设计 ................................................................................ 33
4.3 炉膛受热面的结构 .................................................................................................... 35
4.4 对流受热面的设计计算
........................................................................................... 35
4.5 回料装置的设计 ......................................................................................................... 36
4.5.1 回料装置的作用 ................................................................................................... 36
4.5.2 回料阀的分类 ....................................................................................................... 36
4.5.3 回料阀的工作原理 ............................................................................................... 37
4.5.4 U 阀的设计计算 ................................................................................................. 37
4.6 布风装置的设计 ......................................................................................................... 38
4.6.1 布风装置的作用 ................................................................................................... 38
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生活垃圾焚烧系统设计
V
4.6.2 布风板的设计 ....................................................................................................... 38
第五章 旋风分离器的设计计算
........................................................................................
42
5.1 旋风分离器简介 ......................................................................................................... 42
5.2 旋风分离器结构设计 ................................................................................................ 42
5.2.1 入口风速确定 ....................................................................................................... 43
5.2.2 旋风筒直径计算 ................................................................................................... 43
5.2.3 导流片选取 ........................................................................................................... 44
5.2.4 离心力沉降速度计算 ........................................................................................... 45
5.2.5 气流旋转圈数 ....................................................................................................... 46
5.2.6 理论切割直径 ....................................................................................................... 46
5.2.7 理论分级分离效率 ............................................................................................... 47
5.2.8 旋风分离器的压降计算 ....................................................................................... 49
5.3 旋风分离器耐火材料铺设 ....................................................................................... 49
5.4 烟气净化工艺选择 .................................................................................................... 50
5.5 垃圾焚烧烟气排放标准 ........................................................................................... 51
第六章 焚烧炉三维实体模拟 ............................................................................................... 53
6.1 UG NX 软件介绍 ........................................................................................................ 54
6.2 焚烧炉的三维模拟 .................................................................................................... 54
6.3 布风板的三维模拟 .................................................................................................... 56
第七章 结论与展望
.................................................................................................................
59
7.1 结论 ............................................................................................................................... 59
7.2 对进一步研究的展望 ................................................................................................. 59
参考文献 ..................................................................................................................................... 60
致 谢
.....................................................................................................................................
62
声 明
.....................................................................................................................................
63
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生活垃圾焚烧系统设计
1
第一章 前 言
1.1 选题背景
目前全国 600多座城市中约有三分之二的城市陷入垃圾围城的困境。 中国
仅“城市垃圾”的年产量就近 1.7亿吨,这些城市垃圾绝大部分是露天堆放。
随着城市人口的增长、 经济的发展和居民生活水平的不断提高, 城市生活垃圾产
生量逐年迅速增长。它不仅影响城市景观,同时污染了大气、水和土壤,对
城镇居民的健康构成威胁,垃圾已成为城市发展中的棘手问题。垃圾不仅
造成公害,更是资源的巨大浪费
[1]
。
由于垃圾焚烧法可以快速减容且回收部分能源, 自80年代起在美国、 日本等
发达国家就开始应用并实现垃圾焚烧发电, 目前已发展成为一门新兴的产业, 美
国从 80年代起,政府投资 70亿美元,兴建 90座焚烧厂,年总处理能力 3000万吨,
全美最大的垃圾焚烧发电厂正在底特律市兴建, 日处理垃圾量为 4000吨,发电总
装65 MW。德国有十多家垃圾热电站, 比利时、 法国等国也都建有垃圾焚烧发电
厂
[2]
。
我国城市生活垃圾焚烧事业起步较晚, 源于 20世纪80年代,真正起步于九十
年代初,同国外发达国家相比,虽然受技术、经济、垃圾性质等因素的影响,但
发展却非常迅速。 目前全国主要城市均已建设了生活垃圾焚烧处理厂。 许多小城
镇、医院等,也建有相应的固体废物焚烧处理设施
[3]
。
2011年全国生活垃圾无害化处理率力争达到 74%,全国城市生活垃圾累积堆
存量已达 70亿吨,占地约 80多万亩。 “十一五”期间规划新增生活垃圾无害化
处理能力 32万吨 / 日,其中城市为 25.3万吨/ 日,县城为 6.7万吨 / 日。截止 2008年
底,全国共建设生活垃圾焚烧厂 100 座, 其中建成 56 座,在建 44 座,超过 70%
的生活焚烧厂集中在我国经济最为发达的东部地区,广东、浙江、江苏和 4个直
辖市位居前四位,四地合计占全国生活垃圾焚烧处理总量的近六成, 80%以上的
生活垃圾焚烧厂是在 2003~2008年建设的。
北京市年产垃圾量 672万吨,每天的产量是 1.84万吨,每年垃圾的平均增长
比例是 8%。北京现有垃圾处理设施 23座,处理能力 1.04万吨/ 日,但是现在的处
理量已经达到 1.74万吨 / 日。
1.2 研究意义
垃圾焚烧处理的目的在于最大限度地减少垃圾对环境的污染, 改善目前存在
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生活垃圾焚烧系统设计
2
的填埋处理需占用大量土地的现状,对垃圾采取焚烧处理可以实现垃圾的无害
化、减量化和资源化三大目标,代表着今后处理大量城市生活垃圾的发展趋势。
固体废物无害化处理的基本任务是将固体废物通过工程处理, 达到不污染周
围自然环境和不危害人体健康的目的。 固体废物减量化的任务是通过适宜的手段
减小固体废物的数量和容积, 一是单纯通过处理和利用对已经生成的固体废物进
行减量,二是通过产品设计和销售过程的规范,将“减量化”延伸到固体废物产
生源的控制与管理上。 固体废物资源化的任务是采取工艺措施从固体废物中回收
有用的物质和能源, 贯穿固体废物的产生、 收集、运输和处理处置的每一个环节
[1,5]
。
1.3 垃圾焚烧的发展及焚烧技术应用
1.3.1 垃圾焚烧的发展现状
对生活垃圾和危险废物进行焚烧处理,始于 19 世纪中后期。 19 世纪以后,
英国、美国、法国、德国等国家,先后开展了大量有关垃圾焚烧的研究和试验,
并相继建成了一批用于处理生活垃圾的焚烧炉, 这些焚烧炉设备简陋, 没有烟气
净化处理设施,基本采用间歇操作、人工加料和人工排渣等,焚烧效率低,残渣
量大。
进入 20 世纪以来,垃圾焚烧技术有了新的发展,相继出现了机械化操作的
连续垃圾焚烧炉,且设置了必要的旋风除尘等烟气净化处理装置;到了 20 世纪
60 年代,世界发达国家的垃圾焚烧技术已初具现代化,出现了连续运行的大型
机械化炉排并由机械除尘、 静电收尘和洗涤等技术构成的较高效率的烟气净化系
统。特别是在 70 至 90 年代,固体废物焚烧技术得到空前的快速发展和广泛应用,
生活垃圾和危险废物焚烧技术日趋完善, 移动式机械炉排焚烧炉已成为应用最多
的主流炉型
[4,5]
。
1.3.2 国外垃圾焚烧技术应用现状
2006年统计,全世界共有生活垃圾焚烧厂近 2200座,其中生活垃圾焚烧发电
厂约 1000座,总焚烧处理能力为 62.1万吨 /日,年焚烧生活垃圾总量约为 1.65亿吨。
生活垃圾焚烧厂主要分布于发达国家和地区,共有 35 个国家和地区建有生
活垃圾焚烧厂。按生活垃圾年焚烧处理能力分析,欧盟 19 个国家共建有焚烧厂
425 座,年处理能力约为 6360 万吨,占 38%;日本共建有焚烧厂 1374 座,年处
理能力约为 4030 万吨,占 24%;美国共建有焚烧厂 143 座,年处理能力约为 314
万吨,占 19%;东亚部分地区(中国、中国台湾、韩国、新加坡、泰国等)共建
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