焚烧炉设计作业

焚烧炉设计作业

学号： 姓名：马涛

习题1：

某生活垃圾焚烧厂单炉处理能力8t/h ，①垃圾含可燃物45%（碳 21%、氢3%，氧19%、氮1.4%、硫0.6%），水分35%、灰分20%；②炉栅残渣含碳量5%；③进人炉膛的废物温度为65℃，离开炉栅残渣的温度为650℃；④残渣的比热为0.323kJ/(kg·℃)；⑤水的汽化潜热2420kJ/kg ；⑥辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%；⑦碳的热值为 32564kJ/ kg ，计算： （1）理论空气量、实际空气量（m=2，空气湿度1%） （2）理论烟气量、实际烟气量 （3）废物燃烧后可利用的热量

（4）烟气温度，要求烟气温度达到850℃，求助燃空气温度 （5）烟气急冷要求从500℃降至180℃，水冷或空冷的冷媒用量 （6）采用中温中压余热锅炉，估算发电量 解：

（1）理论空气量、实际空气量

表1 垃圾的湿基组成及可燃分元素组成

空气湿度1%，垃圾完全氧化所需的理论空气量（含水蒸气）为：

()

()()kg

/Nm 08.2kg /Nm %11/006.033.319.033.303.067.2621.089.8%11/21.04.2232S 21.04.2232O 21.04.224H 21.04.2212C A 330=-⨯+⨯-⨯+⨯=-⎪⎭

⎫⨯+⨯-⨯+⨯ ⎝⎛= 空气比m=2，实际空气量（含水蒸气）为：

kg /Nm 16.4kg /Nm 08.22mA A 330=⨯==

（2）理论烟气量、实际烟气量

（1）理论湿烟气量

kg /Nm 392.0kg /m N 4.2212

21.04.2212C CO 332=⨯=⨯=

kg /Nm 7924.0kg /m N 100108.24.221835.02

03.0x

A 4.2218W 2H O H 3302=⎥⎦⎤⨯+⨯⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⨯+⨯⎪⎭

⎫

⎝⎛+=()()kg /Nm 638.1kg /Nm 08.279.0%114.2228014.0A 79.0%114.2228

N

N 3302=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯-+⨯=⨯-+⨯=

kg /Nm 0042.0kg /Nm 4.2232006.04.2232S SO 332=⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯=⨯=

理论烟气总量()kg /Nm 8266.2kg /Nm 0042.0638.17924.0392.0G 330=+++=

表2 理论空气量时烟气组成

（2）实际湿烟气量

()()[]kg /Nm 9066.4kg /Nm 08.2128266.2A 1m G G 3300=⨯-+=-+=

表3 实际空气量时烟气组成

（3）废物燃烧后可利用热值

根据Dulong 公式，该垃圾可燃分的高位热值为：

kg

/kcal 4287kg /kcal 10033.12500100822.4210067.63400010067.468100100S 25001008O 100H

34000100C 8100H 0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⎪⎭⎫

⎝⎛⨯-⨯+⨯=+⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯-+⨯

= 垃圾的湿基低位热值为：

固废课程设计作业2-焚烧设施设计

kg /kJ 4.6518kg /kcal 2.155735.010********.04287H l ==⎪⎭

⎫

⎝⎛+⨯⨯-⨯=

以1kg 垃圾为基准计算。 （1）残渣中未燃烧的碳含热量 未燃烧碳的量

灰分质量为：kg 2.0%kg 201=⨯ 总残渣量为：

kg 2105.0kg %

512

.0=- 未燃烧碳的量为：kg 0105.02.02105.0=- 未燃烧碳的热损失

kJ 342kJ 0105.032564=⨯ （2）计算水的汽化潜热

总水量：()kg 62.0kg 903.0350=⨯+。

水的汽化潜热：()kJ 4.1500kJ 62.02420=⨯ 注：水的汽化潜热在计算低位热值时已考虑 （3）辐射损失

kJ 6.32%kJ 5.04.6518=⨯ （4）残渣带走的显热

()kJ 8.39kJ 65650323.02105.0=-⨯⨯

（5）可利用的热值=垃圾湿基低位热值—各种热损失之和

()[]kJ 6104kJ 8.396.323424.6518=++-

（4）助燃空气温度

t g =850℃，查上图得0～850℃各组分的C p （内插法），见表4。

表4 烟气组分定压比热容

烟气组分 CO 2 H 2O N 2 SO 2 O 2 体积(Nm 3/kg) 0.392 0.8132 3.2648 0.0042 0.4324 百分比ω(%) 7.99 16.57 66.54 0.09 8.81 0~850℃定压比热容C p (kcal/Nm 3·℃) 0.517 0.402 0.330 0.525 0.349 ωC p (kcal/Nm 3·℃) 0.0413

0.0666

0.2196

0.0005

0.0307

烟气平均比热：

()0307.00005.02196.00666.00413.0C pg ++++=kcal/Nm 3•℃

=0.3587 kcal/Nm 3•℃ 热平衡计算（以0℃为基准） 输入热量：321in q q q H ++=

式中：垃圾显热()kg /kcal 25.42kg /kcal 06565.0t C q r pr 1=-⨯== 注：C pr ≈0.6-0.7kcal/kg·℃，取0.65。 垃圾的低位热值kg /kcal 2.1557q 2=