降低回转窑焚烧垃圾炉渣热酌减率的方法研究

降低回转窑焚烧垃圾炉渣热酌减率的方法研究
范勤军
摘㊀要:回转窑焚烧由于维护便利㊁设备简单ꎬ在建材行业中具有广泛应用ꎬ回转窑焚烧很少用于生活垃圾焚烧中ꎬ主要是因为国家规定其垃圾焚烧炉渣热灼减率应在５％以下ꎬ而回转窑焚烧对该标准难以实现ꎮ以下对回转窑焚烧系统简单介绍ꎬ主要分析降低热灼减率方法ꎬ探索通过增加燃烧时间㊁加大炉内容积热负荷㊁使用新型燃烧技术 富氧燃烧等方式大大提高炉渣热酌减率ꎬ提高垃圾处理效率ꎮ
关键词:热灼减率ꎻ垃圾焚烧ꎻ回转窑
一㊁降低灰渣热灼减率的重要性
回转窑焚烧系统就是焚烧率内部装配了耐火材料衬炉ꎬ
通常情况下ꎬ焚烧炉形状为圆筒ꎬ材质为钢板制ꎬ系统由除渣
设备㊁烟气再处理设备㊁余热利用系统㊁二次燃烧系统㊁空气
补充设备㊁辅助燃烧体系㊁回转窑㊁燃烧料供给系统等构成ꎮ
按照不同的回转窑焚烧系统性质上的差异ꎬ可以将其分为(非)耐火/耐火材料炉㊁(非)熔融/熔融炉㊁顺/逆流炉等ꎬ不同的回转窑焚烧系统在我们日常生活及工业生产中应用广
泛ꎮ回转窑焚烧系统的焚烧率㊁灰渣热灼减率可将实际焚烧
状况信息传递给管理人员ꎬ让其明确具体焚烧状况ꎬ进而采
取措施确保燃烧料得到充分燃烧ꎬ控制好灰渣热灼减率ꎬ进
一步提高燃烧效率ꎬ也充分控制焚烧之后的减容量ꎬ实现对
垃圾的有效处理ꎮ
二㊁降低热灼减率方法
(一)增加燃烧时间
生活垃圾成分波动较为复杂ꎬ并具有哦非均质性ꎬ对其
实施冷态试验过程中ꎬ发现生活垃圾停留在窑内的时间曲线
为正态分布ꎬ不具有规律性ꎬ提升回转窑转速ꎬ增加回转窑倾
角ꎬ提升灰渣燃烧率ꎬ缩短生活垃圾停留时间ꎮ比方来说ꎬ二
段往复式炉排炉中ꎬ垃圾存在时间为六十分钟ꎬ回转窑中存
在时间为四十分钟到九十分钟ꎮ若可以针对垃圾性质对其
停留时间进行调整ꎬ可以充分燃烧不容易燃烧殆尽的垃圾ꎬ
有效降低炉渣热灼减率顺流炉ꎮ
(二)加大炉内容积热负荷
燃烧室容积热负荷可以针对下面公式进行:ｑｖ＝Ｂ(Ｑｙｄ＋ＡＣａ(ｔ０－ｔ０))ːｖꎬ其中ꎬｑｖ表示燃烧室容积热负荷ꎬＢ表示垃圾焚烧量ꎬＱｙｄ表示垃圾低位热值ꎬＣａ表示空气定压比热ꎬｔ０表示大气温度ꎬＦ表示辅助燃料量ꎬＱｒ表示辅助燃料的低位发热量ꎮ当前垃圾焚烧行业以炉排炉为主要使用工具ꎬ以我国的垃圾特性来看ꎬ燃烧室容积热负荷最高应在６３ˑ１０４ｋＪ(ｍ３ ｈ)ꎮ燃烧负荷过大会缩小炉膛容积ꎬ导致炉膛过高温度损害炉膛ꎬ并出现再燃烧的风险ꎮ过小会降低炉强散热损失ꎬ提升炉渣热灼减率ꎮ科学增加炉内容积负荷ꎬ可对燃烧温度进行有效提升ꎬ促进垃圾的完全燃烧ꎮ但是因为炉内高温烟气停留时间缩短ꎬ因此增加了烟气量ꎮ要想保持回转窑固定温度ꎬ就要基于不变的回转窑尺寸ꎬ对辅助燃料进行增加ꎬ从而确保稳定持续的燃烧垃圾ꎮ
(三)使用新型燃烧技术 富氧燃烧
空气中大概含有２１％的氧气ꎬ通常情况下ꎬ燃烧需要利
用空气ꎬ若是助燃空气使用氧浓度在２１％以上的空气ꎬ就被
叫作富氧燃烧ꎮ这种燃烧方式对比以往ꎬ具有众多优势ꎮ能
够减少能源浪费ꎬ避免污染加重ꎬ增加炉内火焰温度ꎬ改善排
烟情况ꎬ并且理论空气量少ꎮ国外关于该技术的应用已经较
为成熟ꎬ并且有相关案例可供参考ꎬ国内富氧燃烧技术的应
用目前还没有涉及垃圾发电厂ꎮ德国一生活垃圾发电厂中
改造了二号焚烧炉的富氧燃烧技术ꎬ焚烧炉经过改造后ꎬ在
其中增加了烟气循环系统ꎮ使用槽车输送纯液氧ꎮ纯氧和空气经过混合ꎬ通过炉排下面的风室运送至燃烧炉膛ꎮ德国生活垃圾发电厂实施运行一周后ꎬ发现使用量富氧燃烧技术的焚烧炉排烟量降低了３９％ꎬ锅炉过量空气系数从之前的１.９１变成了现在的１.４３ꎬ锅炉热效率提升了７％ꎮ但是因为提升了燃烧温度ꎬ因此灰渣变多ꎬ粘结成块ꎮ
我国学者模拟了德国生活垃圾发电厂实施富氧燃烧的焚烧炉ꎬ结果显示如果一次风的氧气浓度从２１％变成２５％的时候ꎬ垃圾床层表面燃烧区域温度会显著提升ꎬ从原来的１３５０变成现在的１４６６ꎬ灰渣中的可燃物含量从之前的３.９％变成现在的０.１％ꎬ氧气浓度越高ꎬ垃圾着火位置越靠前ꎬ稳定燃烧阶段就会更早的到来ꎮ使用富氧燃烧技术后ꎬ烟气中硫氧化物㊁氮氧化合物㊁二氧化碳㊁一氧化碳总量下降ꎬ非常有利于环保工作的进行ꎮ但是因为烟气浓度提升ꎬ因此未来处理烟气时ꎬ需要进行科学的改进ꎬ从而使排放出的烟气符合国家规定标准ꎮ为了对二次燃烧区域中气体与燃烧混合的情况进行改善ꎬ需要优化炉型ꎬ设计富氧烧嘴等ꎬ从而确保焚烧炉可以对富氧燃烧技术进行有效适应ꎮ
(四)前置干燥ꎬ增加垃圾预处理
水泥行业中窑外预热预分解煅烧技术ꎬ分离水泥煅烧期间的煅烧㊁分解㊁预热ꎬ原料的分解和预热在窑外进行ꎬ回转窑进行全部煅烧ꎬ分解其中的部分原料ꎬ尽量将回转窑的作用发挥出来ꎬ从而显著提升回转窑产量ꎮ将燃尽㊁燃烧㊁干燥这一系列中的干燥过程放在窑外进行ꎬ干燥炉排的增加ꎬ窑内只需要进行燃尽和燃烧ꎬ对回转窑的燃烧情况进行简化ꎬ增加焚烧过程的易控性ꎬ充分燃烧窑内垃圾ꎮ(五)增加换热ꎬ增设链条组ꎬ增加助燃和冷却的三次风
当下回转窑焚烧垃圾由于热灼减量还打不到预期要求ꎬ因此需要对其设施进行改善ꎬ将之前使用的二燃室刮板出渣机替换成塔式回转炉ꎬ这样可有效冷却炉渣ꎬ增加三次风ꎬ提升炉渣燃烧率ꎮ根据目前的状况ꎬ需要采用空气或者富氧空气作为底部的三次风ꎮ
三㊁结语
随着我国社会的迅速发展ꎬ生活垃圾数量也在不断增加ꎬ降低炉渣热灼减率ꎬ能够保证垃圾焚烧炉渣符合我国环保排放标准ꎬ还能够对资源进行充分利用ꎬ提升经济效益ꎬ对我国环境保护和社会发展均具有重要意义ꎮ垃圾无害化处理是全球都在极力攻克的问题ꎬ未来也会有更多的人才对其进行研究ꎬ未来生活垃圾处理工作一定会更加完善ꎮ
参考文献:
[１]付强ꎬ刘润伟.危险废物配伍对回转窑焚烧系统的运行影
响研究[Ｊ].中国资源综合利用ꎬ２０１９(４):１７３－１７５. [２]卢卫凌ꎬ黄开东.危险废物回转窑焚烧系统的工艺探讨及
优化[Ｊ].工业加热ꎬ２０１９(５):２１－２４.
作者简介:
范勤军ꎬ泰州市惠明固废处置有限公司ꎮ
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