垃圾焚烧炉设计方案

某造纸厂30吨垃圾焚烧炉的设计方案简介

一、前言

某造纸厂原有的生产用蒸汽全部来自附近热电厂的余汽，由于输送距离较长，管道保温措施先对较差，蒸汽品质远远满足不了生产要求，又加上受电厂生产条件的制约，一旦电厂停产，造纸亦将停产，将给企业造成不必要的经济损失，另外蒸汽的采购成本相对较高，为减低工业生产的成本同时将造纸过程中产生的大量的废塑料及污泥等垃圾合理的处理；为解决上述问题，降低生产成本，最大限度地保护资源，建议公司建设一台蒸汽量为30吨/小时，工作压力为1.25MPa的流化床垃圾焚烧蒸汽锅炉

二、流化床锅炉燃烧技术介绍

流化床技术最早始于德国的winkler煤气发生炉（1922年），二次大战期间，在美国成功的开发了流化床催化裂化装置，以生产航空汽油，在六、七十年代，发展了鼓泡流化床燃烧技术，但由于其燃烧性能、脱硫性能和大型化方面的限制，逐渐被循环流化床燃烧技术所代替，早在七十年代初，西德人Lurigi首先发展了用于三氢氧铝焙烧的循环流化床工艺，1979年芬兰20t/h循环流化床锅炉投入运行，很快西德人Lurigi 的120t/h循环流化床锅炉（1982）、美国Ahlstrom 公司开发的第一台25t/h循环流化床锅炉（1981）相继投入试运， 1988年Ahlstrom在美国 Colcrado ute 发电站的420t/h锅炉顺利运转,1990年 Lurgi/CE 的499t/h锅炉投运。

循环流化床锅炉的燃烧系统,其关键的环节是一个流态化燃烧室,其后的物料分离收集器,以及将收集的物料返回燃烧室循环的返料器，所构成的物料循环燃烧系统、锅炉的水冷系统、尾部受热面侧与一般的锅炉类同，目前国际上已出现有多种型号的循环流化床锅炉的炉型。

循环流化床燃烧这一新型的燃烧技术，它已发展成可供实用、有竞争力的新型动力设备。在这种循环流化床系统内，由于物料的热容量大和强烈的掺混，各类燃料都能得到稳定的着火燃烧，再由于夹带物料的反复循环再燃，所以其燃烧效率高，可达98~99%，由于采用850℃附近的低温燃烧可以借助加石灰石进行脱硫，视石灰石的反应性能和燃煤中的起始含硫量，可实现近90%的脱硫，其Ca/s=1.5~2。由于低温燃烧和空气的分级供应，其中NOx 的排放量可以达200ppm以下，其负荷调整范围可达到1:3到1:4。

三．流化床焚烧炉的工作原理

炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

四、特点

流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。

总之，流化床燃烧技术，由于其燃烧效率高，脱硫性能好、负荷调节范围宽和易于实现大型化，极有发展潜力，是一种高效、低污染的燃煤新技术。

五、设备组要系统简介

整套处理系统由下列几部分组成：助燃系统、焚烧系统、集尘器系统，电控系统。

六、进料方式

由于本焚烧炉为先对较大的焚烧炉，所以垃圾燃料的入炉方式采用机械方式自动投料，进料口设操作平台，方便投送物料操作及维修。

七、燃烧系统

燃烧系统组要由炉膛、一次风室、二次风室、布风板、风帽、空气预热器及高压鼓风机组成

炉本体下部由耐火材料、保温材料、绝热材料砌筑在布风板上部的腔体，外包钢板以防烟气泄漏并使炉本体表面温度小于50℃。在炉本体侧面设有检修门，辅助点火燃烧器也在侧面。炉本体设有操作台。

在炉膛内烟气从下向上冲刷物料，将物料中的水分烘干，使物料及时着火．而且前后拱耐火材料蓄热又辐射物料，从而保证了物料燃烧温度。延长了烟气的停留时间，使物料及飞灰中的有机物燃烧完全，提高了有害物质的销毁率。

炉本体下部以高温耐火材料做衬，中间是隔热材料，外层是保温材料，可减少炉本体的热损失，提高焚烧效率；外表用钢板作保护层，防止漏风；采用的耐火材料是建筑材料科学研究院开发的一种耐酸性烟气腐蚀、耐高温、高强度的耐火材料。

八、影响焚烧炉性能的因素

作为一个焚烧系统，最主要的指标是焚烧装置有害物的销毁率，影响销毁率的主要有以下几个因素：焚烧温度、滞留时间，扰动和空气过量系数。

1焚烧温度

焚烧温度是指废物中的有害成份在高温下氧化、分解、直至破坏达到的温度。一般来说提高焚烧温度有利于废物有害物质的破坏并可抑制黑烟的产生，但温

度过高不仅加大燃料耗量，还增加了烟气中氮氧化物的含量。因此，在保证销毁率的前提下采用适当的温度较为合理。

废物中一般短链有机物的焚烧温度在700～800℃，所以在本方案中炉体温度能够满足此类废物的焚烧温度。

2滞留时间

滞留时间是指废物中有害成份在焚烧条件下发生氧化、分解，最后完成无害化物质所需的时间，停留时间的长短直接影响焚烧的销毁率，也决定炉膛的具体尺寸。影响滞留时间的因素很多，如焚烧温度、空气过剩系数和空气在炉内同废物的混合程度等。为保证废物及燃烧产物全部分解，废物在焚烧炉内600℃左右停留约3-5秒左右。

3扰动

为使废物及燃烧产物全部分解，必须加强空气与废物、空气与烟气的充分接触混合，扩大接触面积，使有害物在高温下短时间内氧化分解．焚烧炉有独特的供风系统，且有足够的风压以加强系统与废物和烟气的混合程度。

4过剩空气系数

物料燃烧所需空气量是由理论空气量和过剩空气量两部分组成。两者的总和决定了焚烧过程中的氧气浓度，而过剩空气量决定了最后烟气中的含氧量。炉膛中的氧气浓度、物料及烟气同氧的混合程度严重影响着物料的燃烧速度和烧净率．过量空气量过大可提高燃烧速度和烧净率，但会增大辅助燃料量、鼓风量、引风量以及尾气处理规模，是不经济的．反之，过量空气量太小，则燃烧不完全，甚至产生黑烟，有害物质分解不彻底．一般空气过剩量取理论空气值的30～50% 。

5、尾气处理系统