生活垃圾焚烧炉设计选型应考虑的主要因素

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生活垃圾焚烧项目用蒸汽空气预热器设备选型要素分析

生活垃圾焚烧项目用蒸汽空气预热器设备选型要素分析

第 -0 -页翟勋章身份证号:61052819840603**** 陕西省西安市710000摘要作为焚烧处理的原材料,中国城市生活垃圾的特点是:混合收集、成分复杂多变、含水率较高、热值较低。

为了适应中国特点的城市生活垃圾,需要在生活垃圾焚烧工艺的各个环节进行优化调整。

燃烧空气温度直接影响到垃圾焚烧的效果和焚烧炉及余热锅炉的热效率,通常燃烧空气温度越高,垃圾干燥越快,燃烧效果越好,燃烧后灰渣热灼减率越低,因此在垃圾焚烧项目中使用空气预热器提高空气入口温度十分必要,合理选择空气预热器还可以提高锅炉运行的经济性。

本文结合某生活垃圾焚烧项目一次风用蒸汽-空气预热器,从性能参数、工艺流程等方面论述了该设备的选型要素。

项目设有两条相同的垃圾焚烧线,每条焚烧线配有一套独立的蒸汽-空气预热器系统。

文章主要从预热器一段出口温度选取、换热管的管型及布置方式、设备制造标准、换热面积、设备外形尺寸等方面进行阐述。

通过考察以上几个设备选型要素,可以帮助工艺人员在众多的设备厂家中快速的选择出适合项目的换热设备。

关键词:生活垃圾焚烧,蒸汽-空气预热器,设备选型,要素绪论生活垃圾焚烧起步于19世纪中期,经历了由低级向高级,由落后向先进的发展过程。

现代化的焚烧技术能同时实现垃圾处理的减量化、无害化和资源化,已经成为发达国家处理生活垃圾的一种主要技术,我国也有越来越多的城市已经或计划采用焚烧方式处理生活垃圾。

在生活垃圾焚烧处理过程中,燃烧空气起着非常重要的作用,它提供燃烧所需要的氧气,能够保证垃圾充分燃烧。

燃烧空气主要由一次风、二次风构成,其入炉风量及入炉温度直接影响垃圾焚烧效果。

当入炉垃圾燃烧热值达不到保证燃烧室的燃烧温度与烟气停留时间要求时,需要采取提高一、二次风温度的措施。

预热风可以加速入炉垃圾干燥速率,使垃圾快速进入燃烧阶段,保证炉渣热灼减率,提高整厂热效率[1]。

生活垃圾焚烧项目上一般采用蒸汽-空气预热器对燃烧空气进行预热,它是一种主要利用蒸汽潜热对燃烧空气进行加热的换热设备。

论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择

论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择

论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择【摘要】本文对设计中焚烧炉炉型的选择进行了探讨与分析。

分析认为,炉排炉及循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉相比,在燃料的适应性、二次污染物排放、灰渣综合利用,以及低热值垃圾焚烧处理方面具有明显优势。

建议垃圾焚烧应尽可能选用循环流化床锅炉。

【关键词】垃圾发电;垃圾焚烧;循环流化床;焚烧炉;炉排炉目前,世界上焚烧炉的种类较多,主要为四大类型:炉排型垃圾焚烧炉、流化床垃圾炉、回转窑垃圾焚烧炉和垃圾热解气化焚烧炉。

下面对这四种炉型分别进行介绍。

1 炉排炉型焚烧炉机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。

这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。

该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。

炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜15°-26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。

垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。

在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。

炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。

配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。

对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短,产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。

因此,炉膛出口温度应保证不低于850℃,烟气滞留时间不低于2s。

焚烧炉的选型原则是什么

焚烧炉的选型原则是什么

焚烧炉的选型原则是什么焚烧炉的结构型式与废物的种类,性质和燃烧形态等因素有关.不同的焚烧方式有相应的焚烧炉与之相配合.通常根据所处理废物对环境和人体健康的危害大小,以及所要求的处理程度,将焚烧炉分为城市垃圾焚烧炉,一般工业废物焚烧炉和危险废物焚烧炉三种类型.不过,更能反应焚烧炉结构特点的分类方法,是按照处理废物的形态,将其分为液体废物焚烧炉,气体废物焚烧炉和固体废物焚烧炉三种类型.固体废物焚烧炉种类繁多,主要有炉排型焚烧炉,炉床型焚烧炉和沸腾流化床焚烧炉三种类型.但每一种类型的炉子又视其具体的结构不同又有不同的型式,具体分为以下几种类型:炉排型焚烧炉将废物置于炉排上进行焚烧的炉子称为炉排型焚烧炉.(a)固定炉排焚烧炉固定炉排焚烧炉只能手工操作,间歇运行,劳动条件差,效率低,拨料不充分时导致焚烧不彻底.(b)活动炉排焚烧炉活动炉排焚烧炉,即为机械炉排焚烧炉.炉排是活动炉排焚烧炉的心脏部分,其性能直接影响垃圾的焚烧处理效果,可使焚烧操作自动化,连续化.按炉排构造不同可分为链条式,阶梯往复式,多段滚动式焚烧炉等.我国目前制造的大部分中小型垃圾焚烧炉为链条炉和阶梯往复式炉排焚烧炉,功能较差.大部分功能较好的机械炉排均为专利炉排.炉床式焚烧炉炉床式焚烧炉采用炉床盛料,燃烧在炉床上物料表面进行,适宜于处理颗粒小或粉状固体废物以及泥浆状废物,分为固定炉床和活动炉床两大类.(a)固定炉床焚烧炉最简单的炉床式焚烧炉是水平固定炉床焚烧炉,其炉床与燃烧室构成一整体,炉床为水平或略呈倾斜,燃烧室与炉床成为一体.废物的加料,搅拌及出灰均为手工操作,劳动条件差,且为间歇式操作,故不适用于大量废物的处理.倾斜式固定炉床焚烧炉的炉床作成倾斜式,便于投料,出灰,并使在倾斜床上的物料一边下滑一边燃烧,改善了焚烧条件.与水平炉床相同,该型焚烧炉的燃烧室与炉床成为一体.这种焚烧炉的投料,出料操作基本上是间歇式的.但如固体废物焚烧后灰分很少,并设有较大的贮灰坑,或有连续出灰机和连续加料装置,亦可使焚烧作业成为连续操作.(b)活动床焚烧炉活动床焚烧炉的炉床是可动的,可使废物能在炉床上松散和移动,以改善焚烧条件,进行自动加料和出灰操作.这种类型的焚烧炉有转盘式炉床,隧道回转式炉床和回转式炉床(即旋转窑)三种.应用最多的是旋转窑焚烧炉.(c)流化床焚烧炉这是一种近年发展起来的高效焚烧炉.利用炉底分布板吹出的热风将废物悬浮起呈沸腾状进行燃烧.一般常采用中间媒体即载体(砂子)进行流化,再将废物加入到流化床中与高温的砂子接触,传热进行燃烧.按照有无流化媒体(载体)及流化状态进行分类.3,多室焚烧炉多室焚烧炉是有多个燃烧室的焚烧炉,可使废物的燃烧过程分为两步进行:首先是引燃室中废物的初级燃烧(或称固体燃烧)过程,接着是二级燃烧(或称气相燃烧)过程,二级燃烧区域由两部分组成,一个是下行烟道(或混合室),另一个为上行的扩大室(或燃烧室).现代多室焚烧炉的结构有两种基本的类型,按其布局不同而命名:一类是气体的回流所通过的各室呈"U"型布局,称为曲径型,另一类各室按直线排列,称为串联型.(a)典型的曲径式多室焚烧炉如左图所示,内部有多个导流板,结构紧凑.导流板所处位置能使燃烧气体在水平和垂直方向上作90度的转弯运动.在每次烟气气流方向变化时,均有灰尘从烟气流中掉出.一燃室内炉排位置较高,收集灰渣的灰坑较深.一次空气和二次空气分别从一燃室炉排的下方和上方,通过鼓风机,以控制的风量进入炉内.辅助燃料气体通过火焰口进入二燃室,或者进入二燃室前的一个较小点的混合室.火焰口实际上是一个把一燃室和二燃室分隔开来的跨接墙上方的孔穴.当有混合室时,二燃室单独设进风口.一燃室和二燃室均设有燃烧器,可加入辅助燃料.如果废物在点燃后炉温可增高到维持废物不断自燃的程度,则一燃室不再需要加入辅助燃料.而二燃室则通常需要不断添加辅助燃料.一燃室是固体废物燃烧室,二燃室为气相燃烧室.由一燃室至二燃室需经过火焰口及混合室,形成燃烧带.废物进入一燃室,投在固定炉排上,经干燥,着火而燃烧.在燃烧时,挥发分及水分挥发通过燃烧室部分氧化.其余部分随气流通过火焰口向下流经混合室与二次空气混合,因为混合室使气流流动区域受到限制和突然改变流向而产生湍流,促使混合均匀并产生气相反应.膨胀的气体受到帘墙阻挡使气流改变方向,经过帘墙口从混合室到达最后的燃烧室,可燃组分在同轴式多室内氧化.飞灰和其他固体颗粒物质受墙碰撞而沉落在燃烧室内.因此,这种类型的焚烧炉排出烟气中的颗粒物浓度相对较低.在许多情况下,即使没有其它空气污染控制设备,也能够满足排放标准.多室焚烧炉的特点是适合采用小量多次间歇式投加,固态含挥发分高的废物的焚烧,其适用范围在10kg/h~375kg/h.(b)同轴多室焚烧炉这种类型的焚烧炉比曲径式多室焚烧炉大,燃烧空气直接进入焚烧炉,同时运动气流只在垂直方向上变化.与曲颈式多室焚烧炉相同,气流在此式焚烧炉内的流动方向变化和碰撞,使飞灰和其他固体颗粒物质随烟气在二燃室混合均匀,能更有效的燃烧.处理量大于500kg/h的焚烧炉通常配备自动连续进料和出灰设备.炉排可用固定式或活动式机械炉排.(c)多室焚烧炉的特点及实用性曲径型多室焚烧炉的基本特点是:燃烧室的布局使燃烧气流在水平和垂直方向上都要转过多个90的弯.气体的回流允许初级和二级燃烧阶段之间的墙壁共用.混合室,火焰口和隔墙口的长宽比为1:1至2.4:1.火焰口下方的挡火墙的厚度是混合室和燃烧室大小的函数;这点使得在建造250kg/h以上的焚烧炉时略显笨重.串联型同轴多室焚烧炉的基本特点是:(1)燃烧气体直接流过焚烧炉,仅在垂直方向上拐几个90°弯.(2)由于运行,维护或其他原因,要求将各室的空间相互分开,这种串联布局安装简捷.(3)所有的孔口和室都能展宽至与焚烧炉相同的宽度.火焰口,混合室和隔墙口通道截面的长宽比为2:1到5:1.多燃烧室焚烧炉因其结构方面固有的特点,在运行和应用方面受到限制.(1)火焰口和混合室的比例决定了气体速度的合适范围.(2)在整个火焰口和混合室中需维持合适的火焰分布,(3)火焰要通过混合室进入燃烧室.这是引起这两种焚烧炉运行性能不同的基本因素.燃烧空气需要量对这二种焚烧炉相同,大约为300%的过剩空气量.约有一半所需燃烧空气是由加料门和焚烧炉的其他地方因泄漏而进入焚烧炉.其余所需空气量的分配为:70%为从炉排进入一燃室的二次空气,10%为由炉排下进入的一次空气,20%进入混合室或二燃室.多室焚烧炉一般多用于处理固态废物.对于可流动的物料,诸如污泥,液体和气体,则只有使用了合适的燃烧喷嘴,才能在多室焚烧炉中焚烧处理.多室焚烧炉通常是间歇进料,常规使用推杆型送料系统.对于含有高挥发性物质的废料,需要经常性地小批量间歇进料.4,机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉采用活动式炉排,可使焚烧操作连续化,自动化,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉,其典型结构如右图所示: 焚烧炉燃烧室内放置有一系列机械炉排,通常按其功能分为干燥段,燃烧段和后燃烧段.垃圾经由添料装置进入机械炉排焚烧炉后,在机械式炉排的往复运动下,逐步被导入燃烧室内炉排上,垃圾在由炉排下方送入的助燃空气及炉排运动的机械力共同推动及翻滚下,在向前运动的过程中水分不断蒸发,通常垃圾在被送落到水平燃烧炉排时被完全干燥并开始点燃.燃烧炉排运动速度的选择原则是应保证垃圾在达到该炉排尾端时被完全燃尽成灰渣.从后燃烧段炉排上落下的灰渣进入灰斗.产生的废气流上升而进入二次燃烧室内,与由炉排上方导入的助燃空气充分搅拌,混合及完全燃烧后,废气被导入燃烧室上方的废热回收锅炉进行热交换.机械炉排焚烧炉的一次燃烧室和二次燃烧室并无明显可分的界限,垃圾燃烧产生的废气流在二燃室的停留时间,是指烟气从最后的空气喷口或燃烧器出口到换热面的停留时间.4.1燃烧室及炉排应具备的机能焚烧炉的燃烧室及机械炉排,是机械炉排焚烧炉的心脏,燃烧室几何形状(即气流模式)与炉排的构造及性能,决定了焚烧炉的性能及垃圾焚烧处理效果.为保证垃圾焚烧效率,燃烧室应具备的条件和功能为:有适当的炉排面积,炉排面积过小时,火层厚度会增加,阻碍通风,引起不完全燃烧.燃烧室的形状及气流模式,必须适合垃圾的种类及燃烧方式.提供适当的燃烧温度,为垃圾提供足够的在炉体内进行干燥,燃烧及后燃烧的空间,使垃圾及可燃气体有充分的停留时间而完全燃烧.有适当的设计,便于垃圾与空气充分接触,使燃烧后的废气能混合搅拌均匀.结构及材料应耐高温,耐腐蚀(如采用水墙或空冷砖墙),能防止空气或废气的泄漏.具备有燃烧机,置于炉排上方左右侧壁及炉排尾端上方,供开机或加温时使用.为使垃圾充分,快速地燃烧完全,需要使垃圾在炉排上具有良好的移动及搅拌功能.各段炉排应具备的功能如右表中所列.4.2炉排类型与构造机械炉排类型很多,有链条式,阶梯往复式,多段滚动式和启形炉排等.但除链条式,阶梯往复式外,其他炉排均为专利炉排.(1)链条式炉排链条炉排结构简单,对垃圾没有搅拌和翻动.垃圾只有在从一炉排落到下一炉排时有所扰动,容易出现局部垃圾烧透,局部垃圾又未燃尽的现象,这种现象对于大型焚烧炉尤为突出.此外,链条炉排不适宜焚烧含有大量粒状废物及废塑料等废物.因此,链条炉排目前在国外焚烧厂已很少采用.不过,我国一些中小型垃圾焚烧炉仍在使用这种炉排.(2)阶梯往复炉排分固定和活动两种炉排.固定和活动炉排交替放置,活动炉排的往复运动由液压油缸或由机械方式推动,往复的频率根据生产能力可以在较大范围内进行调节,操作控制方便.阶梯往复式炉排的往复运动能将料层翻动扒松,使燃烧空气与之充分接触,其性能较链条式炉排好.阶梯往复式炉排焚烧炉对处理废物的适应性较强,可用于含水量较高的垃圾和以表面燃烧和分解燃烧形态为主的固体废物的焚烧,但不适宜细微粒状物和塑料等低熔点废物.(3)逆动式焚烧炉(马丁炉)炉排长度固定,宽度则依炉床所需的面积调整,可由数个炉床横向组合而成,每个炉床包含13个固定及可动阶梯炉条,固定炉条及可动炉条采用横向交错配置,炉床为倾斜度26的倾斜床面.垃圾的干燥,燃烧及后燃烧均在此炉床进行,一次空气由炉床底部经由炉条的空气槽从炉条两侧吹出.可动炉条由连杆及横梁组成,由液压传动装置驱动,其移动速度可调整,以配合各种燃烧条件,其搅拌垃圾方式如图(b),(c),(d)所示,可动炉条逆向移动,使得垃圾因重力而滑落,使垃圾层达到良好的揽拌,最后灰烬经由灰渣滚轮移送至排灰槽.(4)旋转圆桶式焚烧炉炉排由5~7个圆桶形滚轮,呈倾斜式排列,每个圆桶间旋转方向相反,有独立的一次空气导管,由圆桶底部,经由滚筒表面的送气孔到达垃圾层.垃圾因圆桶的滚动而往下移动,并可充分搅拌混合,圆桶以电力驱动,其转速可依垃圾性质调整.此型式炉排炉条冷却效果良好,但圆桶的空气送气口易阻塞,阻塞后易造成气锁.(5)阶段反复摇动式焚烧炉阶段反覆摇动式焚烧炉的每个炉排上都有固定炉条及可动炉条以纵向交错配置,可动炉条由连杆及棘齿组成,在可动炉条支架上水平方向作反覆运动,此种运动方式将剪力作用于垃圾层的前后及左右各方向,使得垃圾层能松动及均匀混合,并与火上空气充分接触.一次空气由炉排底部经由炉条两侧的缝隙吹出.在燃烧区的固定炉条上的炉条有切断刀刃装置,其功能为松动垃圾块,垃圾层及调整垃圾停留时间,使供给空气分布均匀,以及使二次空气的通道有自清作用,垃圾借此力量反覆翻搅及移动.(6)逆动翻转式炉排瑞士W+E逆动翻转式炉排的构造如右图(a)所示,炉排包含固定炉条及可动炉条,每个固定炉条及可动炉条横向交错配置,炉排呈水平设置,无倾角及阶段落差,垃圾的干燥,燃烧及后燃烧均在此炉排进行.一次空气由炉排底部分为数个管道进入炉排,再由炉条两侧吹出.可动炉条由连杆曲柄机构组成,由液压传动装置驱动,其运动方式如图(b)所示,在固定炉条两侧的可动炉条以相反方向作反覆运动,使得垃圾在前进及旋转中达到搅拌的作用.因为此型式的炉排为水平装置,故焚烧炉所需的高度可相对降低.(7)机械反复摇动式焚烧炉此型式炉排构造包含一个干燥炉排,一个燃烧炉排,及一个旋转窑炉排,但旋转窑炉排可视实际情况来决定是否需装设.机械式炉排为倾斜床面,其中固定炉排及可动炉排以纵向交错配置,有阶段落差,可动炉条由炉条组件及可动支架组合而成,由液压装置驱动.一次空气由炉排底部经由干燥区片状炉条的两侧吹出,及由燃烧区板式炉条的前端及表面细孔吹出,板式炉条的优点为可使燃烧用空气分布均匀,炉条冷却效果佳,可避免炉条烧损.燃烧区炉排的可动炉条在前后方向反覆运动,使得垃圾移动,剪断,经由阶段落差,达到搅动混合的作用.通过燃烧炉排的垃圾可经由下游附加的旋转窑进行后燃烧,旋转窑的构造为钢制圆筒,内部以耐火材料施工,窑体稍为倾斜,一次空气由窑体前方吹入,窑体出口有气密装置,以隔绝外部气体入侵,圆桶下方装设有滚轮,操作时以电力驱动滚轮,使其带动圆桶窑体转动,窑尾在面对废气出口方向的炉壁上通常设有一个燃烧器,可由尾端加热窑内的垃圾,在燃烧炉排左右两侧的耐火砖墙上通常也各设有一个燃烧器,垃圾经后燃烧阶段,最后灰渣由重力及滚动方式排出.(8)阶段往复摇动式焚烧炉日本Takuma阶段往复摇动式炉排干燥,燃烧及后燃烧三段炉排均为倾斜床排,固定炉条及可动炉条以纵向交错排列.高压高速的一次空气由炉底的空气导管送入炉条底部,再由盒状炉条两侧的空气喷嘴吹出,如图(a)所示.可动炉条由炉条支架及连杆曲柄机构组成,由液压传动装置驱动,如图(b)所示,各炉排的可动炉条水平前后移动,使得垃圾因重力滑落,及切断垃圾,经过阶段落差使得垃圾产生混合搅拌.垃圾移动所需的力与垃圾自重及炉条的摩擦系数成正比,炉条的倾斜角愈大时,垃圾所需的移动力愈小,同时垃圾作用于炉条的反作用力也愈小.(9)逆摺移动式炉排炉法国Stein逆摺移动式炉排为倾斜床面,无阶段落差.一次空气由炉条底部经由炉条两侧吹出.可动炉条分为前后两部份,分别由连杆及移动架组成,再由液压传动装置驱动,由于可动炉条逆向反覆移动,使得垃圾因重力而落下,而使垃圾层达到良好的搅拌混合作用,灰烬经由调整叶片控制,再移至排灰槽.此型炉排的机械设计与德国Martin的炉排十分类似.(10)西格斯多级炉排比利时西格斯炉排为台阶式炉排,由固定式炉条,滑动式炉条和翻动式炉条的相互结合,并且可以各自单独控制.西格斯炉排由相同标准的元件组成,每一元件包括由刚性梁组成的下层机构,每片炉条的铸钢支撑和覆有耐火材料的钢质炉条.每件标准炉排元件有六行炉条,分三种不同炉条按两套布置:固定式,水平滑动式和翻动式.下层机构的低层框架直接支撑固定炉条.全部炉条顶层表面形成一个带21°斜角的炉排倾斜面,全部元件皆按这个方式布置.滑动炉条推动垃圾层向炉排末端运动,而翻动炉条使垃圾变得膨松并充满空气.在炉条下面的燃烧风经过几个冷却鳍片和位于每片炉条前端的开口和槽后离开炉条,并吹过下一炉排片的顶部.每一片炉条有燃烧风出口开口.从而保证整个炉排表面的空气分布.燃烧室的构造炉体两侧为钢构支柱,侧面设置横梁,以支持炉排及炉壁.垃圾焚烧厂燃烧室依吸热方式的不同,可分为耐火材料型燃烧室与水冷式燃烧室二种.耐火材料型燃烧室仅靠耐火材料隔热,所有热量均由设于对流区的锅炉传热面吸收,此种型式仅用于较早期的焚烧炉.水冷式燃烧室与炉床成为一体,燃烧室四周采用水管墙吸收燃烧产生的辐射热量,为近代大型垃圾焚烧炉所采用.炉壁为可耐高温的耐火砖墙,燃烧火焰最高温度约为l000℃以上,耐火砖墙的外部,须有足够厚度的保温绝热材料及外壳,使炉壁气密性好,避免高温气体外泄,炉体顶部大部分均为水墙构造,其目的是吸收燃烧室高温的辐射热,保护炉壁,同时也可增加锅炉的传热面积,提高锅炉的蒸气产量.炉壁的构造分为砖墙,不定型耐火砖墙,空冷砖墙,以及水墙四种.(a)砖墙由于炉膛温度较高,同时被焚烧物料及燃烧后产物,如碱性熔融物,对炉衬有腐蚀性,一般选用氧化铝含量较高的高铝耐火材料,抗碱性腐蚀的铬镁质,镁质及铝镁质耐火材料.(b)空冷砖墙与水冷壁在砖墙的外侧加设一道板式热交换器,利用炉内的焚烧热源与进炉之前的助燃冷空气进行热交换,既降低炉壁温度,又可回收废热.因降低炉体温度而避免炉壁附着溶渣及抑制氮氧化物的产生,有利于燃烧.5,控气式焚烧炉控气式焚烧炉由一个一燃室和一个二燃室两部分组成,分两段燃烧.操作过程中严格控制进入一燃室和二燃室的空气量.引入一燃室的助燃空气量一般为理论助燃空气量的70-80%.贫氧条件下燃烧产生的含有易燃组分的裂解气体在二燃室中燃烧,二燃室的设计为完全去除裂解气中的有机物提供了足够的停留时间.同一燃室一样,严格控制量的气体被引入二燃室.不过在富氧的情况下,140-200%的理想配比的气体被引入以维持完全燃烧.与其他焚烧方式相比较,一燃室中烧废物的气体量小,速度低.气体的低速和废物的几乎不湍流使得气流带走的颗粒物数量很少.完全燃烧在二燃室中完成,产生的废气清洁且几乎不含颗粒物质,如烟尘和烟灰.通常满足排气标准而不必使用附加的空气净化装置,如涤气器或袋滤器等.在供气量少于完全氧化需氧量的一燃室,其运行控制如下:温度升高时减小进气量;温度降低时增大进气量.二燃室是为完全焚烧设计的,其供气量多于理想配比的供气量.在理想配比的状况下,可燃物质会完全燃烧.过量的气体会使裂解气体熄灭,也就是说,会降低尾气的温度.因此,二燃室的运行控制如下:温度升高,增大进气量;温度降低,减小进气量.(1)模组式CAO模组式固定床焚烧炉是先在工厂内铸造好,再运到现场组装.焚烧炉包括两个圆筒状,内敷耐火砖的碳钢制成的燃烧室.通常不设置昂贵而复杂的空气污染控制系统,仅以粒状污染物控制为主.主燃烧室成阶梯形,每阶梯间装有输送杆,每隔7~8min即往前推进一次,便于废物及灰渣的移动.每个燃烧室至少装置一个辅助燃烧器,以维持炉内温度.为了避免不完全燃烧气体外泄,炉内的压力略低于炉外,主燃烧室底部装有空气导管,以吸取炉外的空气.一燃室内供风量小,温度在700℃左右,能使生垃圾热解,避免风量过大将大量不完全燃烧的悬浮微粒带入第二燃烧室中;在二燃室再以辅助燃油及超量助燃空气将燃烧温度提升到1000℃以上,以完全氧化不完全燃烧的碳氢化合物.主燃烧室内的温度(或燃烧速率)的变化呈周期性,但顺序控制进料杆及输送杆的移动可以降低温度上下的幅度.此外,将水蒸汽喷入主燃烧室内,也可调节温度的变化,同时减少一氧化碳的产生.由于温度起伏不定,炉内耐火砖经常承受热震,耐火材料必须经常修补.空气控制式模组焚烧炉由于燃烧情况较缺氧式好,而且可以自动连续进料及排灰,废热亦可回收,产生蒸汽及热水,已经成为主要的小型废物焚烧炉,普遍为一般学校,机关,医院,工厂及小型乡镇使用.适用于废纸,城市垃圾和医疗垃圾的处理,也可用于焚烧其它一般固体,液体及污泥废物,但不十分适合危险废物焚烧使用.该焚烧炉的优缺点见下表:(2)螺旋式焚烧炉螺旋式焚烧炉是由华盛顿州西雅图的波音(Boeing)工程和建筑公司开发的.一燃室包括圆柱形燃烧室的外壳,进料装置,出料装置,强制通风系统,集灰器和不等螺距的螺旋推进器.一燃室内有一非等距螺旋推动废物在初级燃烧室内移动.经过破碎的废物(要求90%小于20cm)以一定的控制速度进入燃烧室,并由螺旋推进器的第一个螺旋片推成一堆.然后废物被螺旋推动滚过燃烧室.在螺旋推动废物移动时,也起到了搅拌物料的作用,从而使废物物料最大限度地与注入燃烧室的空气相接触.当物料经过燃烧,体积减少时,推动物料移动的螺旋螺距也相应地减小.废物床的搅拌作用与准确控制注入空气相结合,使一燃室在均匀的中等气温下运行,废物在不完全燃烧的情况下接近气化.燃烧室排出尾气向上通过热导管再向下进入后燃烧室完全燃烧.后燃烧室中的旋风气流也能分离去除从燃烧室中带走的大部分颗粒,注入后燃烧室的空气可以将后燃烧室排出气体的温度控制在使灰分初始软化的最低温度以下的安全水平.燃烧室和后燃烧室都通过预热空气冷却,即注入每一个装置的空气,在注入之前首先通过该装置的换热结构,预热空气,同时也使装置得到冷却.从而减少了热损失并改善了运行性能.(3)熔渣高温气化焚烧炉。

生活垃圾焚烧炉的选型与设计的研究

生活垃圾焚烧炉的选型与设计的研究
(3)上风孔设计
为了提高生活垃圾的燃烧效率,可以在炉排片的上方设置风孔,使空气从上方进入,从炉排的后方排出,使垃圾与空气充分接触,起到帮助燃烧的作用。同时,风口的设计还有利于垃圾燃烧后的铸件冷却,减少对炉排片的损害。在上风孔的设计上最好采用迷宫式,使铸件得到最佳冷却效果,确保其温度被控制在400℃以内。
[2]林武,康锋,周志勇.垃圾焚烧发电厂炉排炉选型和设计研究[J].中国环保产业, 2016(8):25-30.
[3]张莉莉.城市生活垃圾发电焚烧设备的选型[J].天津科技, 2015, 36(3):22-24.
2.3旋转窑焚烧炉
此类设备主要构成围进料口、冷却水管、钢制旋转筒、排渣装置等,在圆筒的内部放置耐火涂料,筒体以轴线方向微微倾斜。在垃圾处理过程中,垃圾从上方进料口进入,筒体缓慢的旋转,使垃圾在筒中不断翻滚后移,逐渐燃烧、冷却、干燥后,从排渣装置中将渣灰排出。在设备选型上,此种焚烧炉主要适用于工业固体垃圾焚烧,由于该设备的处理工序与环节具有一定的特殊性,在燃烧时容易失控,对热值较低的垃圾进行处理时燃烧难度较大[2]。
(4)炉排材质的选择
对于机械炉排炉来说,在炉排的材质、加工质量上的要求较为严格。要求选择Cr、Ni、Mo等合金元素作为铸铁件,此类铸件具有较强的耐磨、抗腐蚀、耐热性能,能够使铸件的使用寿命更长。炉排间应的接触面应保持光滑,且二者间的间隙应控制到最低,避免灰渣进入,为后期清理带来诸多不便。对此,在设计过程中应利用数控机床对炉排的表面与侧面进行细致的打磨处理,避免在使用过程中发生磨损。大量实践证明,科学选择炉排材质、保障加工精度能够使设备的使用寿命得到显著延长,达到80 000h。
2.垃圾焚烧炉的运行机理与选型
对于不同垃圾来说,成分、热值等方面存在差异,焚烧炉作为垃圾处理的主要设备,在选择与设计时应充分考虑到焚烧时间、温度等,使垃圾得到充分燃烧,避免出现二恶英。目前,较为常用的焚烧炉有以下几种。

垃圾焚烧炉容量和设计参数

垃圾焚烧炉容量和设计参数

垃圾焚烧炉容量和设计参数垃圾焚烧炉的容量是指它每天处理的垃圾量。

容量大小取决于所在城市的垃圾产量以及需求量。

一般来说,较大的城市会需要更大容量的垃圾焚烧炉。

容量的设置应该综合考虑当地的垃圾产量、垃圾填埋场的容量和环境限制。

如果容量过小,无法满足城市的需求,垃圾处理将会滞后,可能导致垃圾囤积、环境恶化等问题。

而过大的容量则可能导致资源浪费和设备利用率不高。

因此,确定合适的焚烧炉容量是很重要的。

垃圾焚烧炉的设计参数包括燃烧温度、垃圾进料方式、垃圾负荷等。

燃烧温度是指焚烧炉内部燃烧的温度。

高温燃烧可以有效降解垃圾,减少有害气体和排放物的生成。

一般来说,燃烧温度要达到800°C以上才能有效处理垃圾。

垃圾进料方式可以有多种选择,如手动投料、自动输送等。

不同的进料方式对焚烧炉的运行效率和安全性有一定的影响。

垃圾负荷是指每天进入焚烧炉的垃圾量。

合理的垃圾负荷可以保证炉内的燃烧稳定和热量利用效率。

除了容量和设计参数外,垃圾焚烧炉的建设和运行还需要考虑环保因素。

垃圾焚烧会产生大量的废气和废渣,对环境造成一定的污染。

因此,垃圾焚烧炉的设计应该考虑减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放,并能有效处理产生的废渣。

此外,垃圾焚烧炉的运行还需要建立完善的废气处理系统,包括烟气脱硫、脱硝、除尘等设备和工艺。

总的来说,垃圾焚烧炉的容量和设计参数对其性能和效率至关重要。

合理的容量和设计能够满足城市垃圾处理的需要,提高资源利用效率,减少环境污染。

因此,建设和运行垃圾焚烧炉时需要全面考虑城市垃圾产量、环境限制以及废气废渣处理等因素,以确保其安全运行和环保效果。

城市生活垃圾焚烧发电厂的设计与实施

城市生活垃圾焚烧发电厂的设计与实施

城市生活垃圾焚烧发电厂的设计与实施在当今社会,随着城市的快速发展和人口的不断增长,生活垃圾的产生量也日益增加。

如何有效地处理这些垃圾,成为了城市管理者面临的一个重要问题。

城市生活垃圾焚烧发电作为一种高效、环保的垃圾处理方式,逐渐受到了广泛的关注和应用。

城市生活垃圾焚烧发电厂的设计是一个复杂而系统的工程,需要综合考虑多个方面的因素。

首先,要对垃圾的产生量和成分进行详细的调查和分析。

不同城市、不同区域的垃圾产生量和成分可能存在较大差异,这会直接影响到焚烧炉的选型、处理工艺的选择以及后续的排放控制。

在焚烧炉的选型方面,常见的有机械炉排炉、流化床炉等。

机械炉排炉具有处理能力大、运行稳定、适应性强等优点,适用于处理成分复杂、热值较高的垃圾;流化床炉则具有燃烧效率高、占地面积小等特点,适用于处理热值较低、含水量较高的垃圾。

在实际设计中,需要根据垃圾的特性和处理要求,选择合适的焚烧炉类型。

除了焚烧炉,余热利用系统也是垃圾焚烧发电厂设计的重要组成部分。

焚烧产生的高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。

在设计余热利用系统时,要充分考虑蒸汽参数、热力循环方式等因素,以提高能源利用效率。

垃圾焚烧过程中会产生大量的污染物,如二氧化硫、氮氧化物、二噁英等。

因此,污染控制设施的设计至关重要。

常见的污染控制措施包括烟气净化系统、渗滤液处理系统、飞灰处理系统等。

烟气净化系统通常采用“半干法+干法+活性炭喷射+布袋除尘器”的组合工艺,能够有效地去除烟气中的各种污染物。

渗滤液是垃圾在储存和处理过程中产生的高浓度有机废水,需要经过复杂的处理工艺,如预处理、生物处理、深度处理等,达到排放标准后才能排放。

飞灰则属于危险废物,需要经过稳定化处理后进行安全填埋。

在城市生活垃圾焚烧发电厂的实施过程中,项目选址是一个关键环节。

选址要综合考虑地理环境、交通条件、周边居民的意见等因素。

一般来说,焚烧发电厂应远离居民区、水源地等敏感区域,同时要便于垃圾的运输和接入电网。

生活垃圾焚烧发电项目垃圾焚烧炉的选型

生活垃圾焚烧发电项目垃圾焚烧炉的选型

生活垃圾焚烧发电项目垃圾焚烧炉的选型杨建楠(中国电力建设工程咨询有限公司,北京 100120)摘要:本文通过对机械炉排焚烧炉、流化床炉排炉、回转窑焚烧炉等不同焚烧炉型特点的比较分析,论证了在我国建设生活垃圾焚烧发电项目焚烧炉选型的基本要点。

并针对国内外应用较广的几种机械炉排炉技术特点做了说明。

关键词:生活垃圾焚烧发电;焚烧炉;机械炉排炉。

中图分类号:TM619 文献标志码:B 文章编号:1671-9913(2017)04-0071-05Type Selection of the Garbage Incinerator for Project GeneratingElectricity Throug Refuse Household GarbageYANG Jian-nan(China Electric Power Construction Engineering Consulting Co.,Ltd., Beijing 100120, China)Abstract: By comparing the characteristics amongstoke grate incineration technology, fluidized bed incineration technology androtary kiln incineration technology,this paper demonstrates the selectionof the incinerator. Moreover, there illustrates the stoke grate incinerator by differentsuppliers.Key words: USW incineration plants; incinerator; stoke grate.* 收稿日期:2017-02-01作者简介:杨建楠(1987- ),男,北京人,硕士,工程师,从事火力发电及新能源发电项目管理工作1 概述随着近年来我国经济的飞速发展,城市化率水平也逐年提高,城市生活垃圾的收集、消纳及处理问题变得日益紧迫。

论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择

论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择

【摘要】:本文对设计中焚烧炉炉型的选择进行了探讨与分析。

分析认为,炉排炉及循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉相比,在燃料的适应性、二次污染物排放、灰渣综合利用,以及低热值垃圾焚烧处理方面具有明显优势。

建议垃圾焚烧应尽可能选用循环流化床锅炉。

论文关键词:垃圾发电,垃圾焚烧,循环流化床,焚烧炉,炉排炉1、炉排炉型焚烧炉机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。

这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。

该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。

炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜15°~26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。

垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。

在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。

炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。

配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。

对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短,产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。

因此,炉膛出口温度应保证不低于850℃,烟气滞留时间不低于2s。

机械炉排炉的技术特点如下:(1)由于鼓风压力小,风机装机容量小,动力消耗小。

(2)由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小,除尘器的负荷和运行成本相对降低。

生活垃圾焚烧炉设计选型应考虑的主要因素

生活垃圾焚烧炉设计选型应考虑的主要因素

生活垃圾焚烧炉设计选型应考虑的主要因素摘要:本文介绍了城市生活垃圾焚烧炉设计选型时应考虑的主要因素:垃圾设计低位热值、助燃空气、炉排机械负荷和燃烧室热负荷、炉排尺寸、垃圾干燥过程。

从而对设计安全,高效,经济运行的焚烧炉提供有意义的指导。

关键词:垃圾焚烧炉设计主要因素指导意义Abstract: A description of main factors about Waste incineration Stoker design is presented. The factors mainly include low heat value of maximum continuous rating, primary air and Secondary air, heat intensity per grate are, heat release rate, grate area, waste dried process. As a result,it could provide guiding value about Stoker Design.Key words:Waste incineration stoker design; Main factors; Guiding value垃圾在焚烧炉内的燃烧过程是一个非常复杂的热化学反应的系统工程,炉膛内的垃圾燃烧效果受多方面因素制约。

合理组织炉内的热幅射和烟气流动,加强炉内烟气搅动,混合,强化火床和炉膛内的燃烧,维持火床和炉膛高温焚烧是焚烧炉设计时应实现的主要功能,也是焚烧炉作用的主要体现。

为了实现这些功能,设计焚烧炉必须综合考虑各个相关因素,使焚烧炉达到排放达标,安全,高效,经济运行。

本文介绍了焚烧炉设计选型时应考虑的主要因素。

一、垃圾设计热值垃圾设计低位热值的选取与焚烧炉炉排的面积、炉体的几何尺寸及余热锅炉受热面的布置息息相关,不仅关系到项目的机炉配置及选型,更是关系到本项目今后运行的好坏。

城市生活垃圾焚烧发电技术及焚烧炉的选型

城市生活垃圾焚烧发电技术及焚烧炉的选型

垃圾车
地磅 垃圾贮存坑 垃圾吊车 焚烧炉 锅炉 烟气处理系统
一次风机 飞灰储存
29
福建农机 2005 年第 3 期
垃圾进入炉内与空气混合后充分燃烧 因垃圾中 带来不良影响 国内垃圾焚烧电厂目前均采用焚烧炉
有机物的裂解需在高温下并有足够的停留时间才能完 的一次风机从垃圾库抽气送入炉膛焚烧 这样可使垃
成 因此焚烧炉内设计温度和烟气停留时间分别保持 圾库内保持负压 避免臭气外排 另外垃圾库内的垃
1 垃圾焚烧发电的现状及特点
垃圾焚烧发电技术的应用始于20 世纪50 年代 最先应用的国家是联邦德国和法国 其后美国 日本 韩国等均建有相当数量的垃圾焚烧电站 我国于1985 年开始首次引进垃圾焚烧发电技术 近几年也发展很 快
1985年深圳市市政环卫综合处理厂引进日本三菱 重 工 生 产 的 垃 圾 处 理 能 力 为 150t/d 的 垃 圾 焚 烧 炉 2 台 该炉利用焚烧垃圾余热产生饱和蒸汽 配500kW 发 电机组进行发电 供热 其3号焚烧炉由我国杭州锅炉 厂引进日本三菱株式会社垃圾锅炉制造技术设计制造 的 垃圾处理能力为150t/d 利用过热蒸汽发电 配 置 1 台3000kW发电机组 于1995年6月投入商业运行 全厂总装机容量为4000kW
3 垃圾焚烧炉的型式
垃圾焚烧处理系统的关键设备是焚烧炉,由于垃 圾成分复杂以及热值变化较大,垃圾的燃烧系统及垃 圾焚烧炉的炉体结构也有很大的变化 垃圾的主要特 性是水分高 灰分高 热值低 物理成分复杂 含有 腐败性有机物及有害物质 焚烧炉的设计必需充分考 虑到垃圾在炉内停留时间 燃烧温度 烟气在炉内的 停留时间及紊流 从而达到固体完全燃烧 气体完全 燃烧 控制恶臭及抑制二恶英的产生
福建农机 2005 年第 3 期

【纠结】垃圾焚烧发电厂焚烧炉的选型

【纠结】垃圾焚烧发电厂焚烧炉的选型

【纠结】垃圾焚烧发电厂焚烧炉的选型关键词:垃圾焚烧发电回转窑循环流化床摘要:本文重点介绍了目前垃圾焚烧发电厂中常用的三种焚烧炉:机械炉排焚烧炉、回转窑焚烧炉和循环流化床焚烧炉。

从设备结构、运行原理等方面进行了对比和分析。

对影响垃圾焚烧炉选型的主要因素进行了分析讨论。

从对垃圾热值的适应性、燃烧效率、污染物控制和热能利用效率等方面综合考虑,循环流化床焚烧炉是一种较为合适的垃圾焚烧炉。

随着社会经济的发展,人们的日常生活水平也在逐步提高。

随之而产生的城市生活垃圾也越来越多。

目前,全球垃圾历年存储总量己达60亿t。

以北京市为例,2005年垃圾产量为14710t/d,并且垃圾的产生量呈高速增长趋势。

据专家预测及数据统计分析,2010年北京市每天产生的垃圾量为19000t。

随着生活水平的提高,人们对居住环境的要求也越来越高,大量的垃圾给人们的生活质量造成极大的影响。

垃圾中含有大量的细菌及有害物质,对人的身体健康产生极大的威胁。

因此,城市垃圾必须集中存储、处理。

大中型城市附近经常可以看见一座座的垃圾山,堆放这些垃圾需要占用大量的土地资源,使得可耕种的土地资源越来越少。

同时,垃圾中有色金属资源、有效能量不能回收,造成资源的巨大浪费,不符合国家提倡的发展循环经济的方针政策。

因此,垃圾处理问题己成为影响我国实现可持续发展战略目标的障碍之一。

表1国内部分城市典型城市垃圾组分城市垃圾的成分随地域的不同也不尽相同。

表1给出了国内五个大中型城市的垃圾成分分析。

由表1可知,我国城市垃圾的主要特点为:①水分高。

由表中可以看出,五个城市的垃圾含水率均在45%以上,到了夏季随着食物结构及含水量的变化,垃圾中的水分还会继续升高。

②热值低。

由表1可知,垃圾热值一般在2000kJ/kg~7000kJ/kg 左右。

目前,业内同意认为,垃圾热值在3349kJ/kg以上时才具有开发利用价值。

较为适宜进行焚烧发电的垃圾热值在6000kJ/kg以上。

生活垃圾焚烧发电工程中焚烧炉选型分析

生活垃圾焚烧发电工程中焚烧炉选型分析

生活垃圾焚烧发电工程中焚烧炉选型分析对城市生活垃圾的资源化、无害化利用及垃圾焚烧发电技术进行了简介,分别对垃圾焚烧发电工程中机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、热解焚烧炉、回转空焚烧炉的技术进行了详细分析,为城市生活垃圾焚烧发电工程中焚烧炉炉型选择提供一定的参考。

随着我国社会的发展,人民生活水平有了很大提高,城市生活垃圾以年均10%的增长率迅速增加。

全国有约三分之一的城市存在垃圾围城的现象,并且这一现象日趋严重。

大量的城市生活垃圾已对城镇周边的生态环境构成了严重的威胁。

城市生活垃圾的处理与处置已成为制约我国社会和经济可持续发展的重要因素。

1垃圾资源化利用当前城市生活垃圾无害化处理方式主要包括焚烧处理、高温堆肥、卫生填埋。

在我国,城市里的生活垃圾填埋场占比例较大,此方法填埋处理量大、方便易行,但是对大气、河流、土壤、地下水等容易造成二次污染。

堆肥处理法由于其对垃圾中的有机质含量要求较高,同时该方法使垃圾减量化程度很低,仍然需要占用大量的土地资源,世界范围内应用的比例相对较少。

焚烧法是处理生活垃圾最有效的方法,该方法占地面积少,属于较为彻底的垃圾无害化处理方式,让城市垃圾处理基本实现了资源化、无害化和减量化。

2垃圾焚烧发电垃圾焚烧发电是高温焚烧收集的生活垃圾,产生的热能转化成高温蒸汽,高温蒸汽推动汽轮机转动,将热能转化为机械能,机械能带动发电机发电,将机械能转化为电能,实现垃圾的资源化、减量化。

在整个生产工艺流程方面,垃圾電厂和普通燃煤或燃油电厂基本一致,唯一的区别在于燃料不同,垃圾电厂的燃料是垃圾,而普通燃煤电厂的燃料是煤。

垃圾发电厂系统的组成部分主要包括储料和上料系统、烟气净化系统、汽轮发电机系统、焚烧系统、出渣系统、自动化控制和在线监测系统。

3垃圾焚烧发电工程中焚烧炉比较分析焚烧炉的选型对于垃圾焚烧发电厂的安全、经济、稳定运行都有至关重要的影响。

当前市场上应用最广泛、技术也相应成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉、热解焚烧炉、机械炉排炉四种。

垃圾焚烧发电厂炉排炉选型和设计研究

垃圾焚烧发电厂炉排炉选型和设计研究

垃圾焚烧发电厂炉排炉选型和设计研究摘要:垃圾焚烧发电是垃圾处理的很好方式。

垃圾焚烧炉子的选择更是焚烧效果好坏的关键。

本文将对炉排炉的相关内容进行分析。

关键词:垃圾焚烧;炉排炉;选型因素;类型;工艺1.前言随着我国经济的日益发展,居民生活水平的不断提高,城市生活垃圾的产生量越来越大,根据《十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,到2020 年底,设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的 50%以上,其中东部地区达到 60%以上。

同时指出,把生活垃圾处理技术纳入国家相关科技支撑计划,加强对清洁焚烧、二噁英控制等关键性技术和标准的研究。

加快生活垃圾处理技术创新、示范和推广应用,组织实施关键技术与设备研发及关键装备产业化示范工程。

可以说,垃圾焚烧处理已成为关乎民生,改善生活环境的一件大事。

作为垃圾焚烧核心的焚烧炉排的选型成为重中之重。

2影响垃圾焚烧炉选型的因素2.1垃圾的热值垃圾热值是决定各种焚烧炉能否正常燃烧的关键因素,同时也影响着辅助燃料的使用情况。

垃圾热值高,炉内燃烧稳定,辅助燃料用量小;反之,炉内燃烧不稳,辅助燃料用量大,生产成本增加。

炉排炉对垃圾热值较为敏感,低热值垃圾在炉内燃烧时需要使用大量燃油作为辅助燃料,同时低热值燃料将危及再燃室及余热锅炉的工作状况。

因此,在炉排炉内敷设大量的卫燃带,增加炉排上垃圾层的厚度等措施均是为保证低热值垃圾可以稳定着火燃烧。

2.2停留时间停留时间有两重含义:①烟气在炉内的停留时间。

国家标准中关于烟气在炉内的停留时间由明确的规定:“垃圾焚烧炉的烟气在不低于850℃的环境中的停留时间不小于2s”。

炉排炉设置有燃烧室,保证烟气在炉内高温部分有足够的停留时间,最高温度可以达到1000℃,保证烟气中的有毒成分可以充分分解。

回转窑内烟气行程长,其中燃烧段和燃烬段的温度都可以达到860℃以上,最高可达1300℃,可以保证烟气中的有毒物质分解。

2.3炉内气流的湍流度炉内气流的湍流度对垃圾的充分燃烧有决定性作用。

生活垃圾焚烧炉型选择

生活垃圾焚烧炉型选择

生活垃圾焚烧炉型选择
垃圾焚烧炉是焚烧处理垃圾的设备,垃圾在炉膛内燃烧,变为废气进入二次燃烧室,在燃烧器的强制燃烧下燃烧完全,再进入喷淋式除尘器,除尘后经烟囱排入大气。

那么生活垃圾焚烧炉型选择都有哪些呢?通过一次风机在垃圾储坑的上部将垃圾发酵堆积所产生的臭气引出,然后经过蒸汽
(空气)预热器的加热处理,将其作为助燃空气送入到焚烧炉之中,保证垃圾在较短的时间内得到干燥处理。

燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

特点不需要添加煤或是其他辅助性的燃料,产生的煤渣也就相对较少。

而且,其容量相对较大,在处理中不需要对垃圾进行分类处理。

2、流化床
燃烧的原理主要是通过流态化技术进行垃圾的燃烧,并借助砂进行安全处置。

在流化床焚烧垃圾的过程中,需要将垃圾进行破碎处理,使垃圾达到一定的粒度状态,通过短时间的流化焚烧,借助燃风作用将其在短时间内进行处理。

焚烧过程中过程中,空气会从流化床底部喷入,并实现砂介质的合理搅动,使垃圾形成流态性。

系统板上。

试论垃圾焚烧炉选型问题

试论垃圾焚烧炉选型问题

试论垃圾焚烧炉选型问题摘要:本文从垃圾焚烧炉的选用原则出发,对机械炉排炉焚烧炉、流化床焚烧炉、热解焚烧炉、回转窑焚烧炉四种垃圾焚烧炉进行对比分析,并介绍了一些合理配置垃圾余热锅炉的注意点。

关键词:垃圾焚烧炉;余热锅炉;选型一、焚烧炉的选型原则1、先进、成熟、可靠,有运行业绩;2、采用3T技术,达到环保要求;3、结合当地实际,满足以价格较低的煤或煤气作为辅助燃料的特点,降低运行成本;4、单台焚烧炉垃圾焚烧能力大于350 t/d(包括辅助燃料);5、需考虑投资者的利益,节省投资,降低成本。

二、四种垃圾焚烧炉的对比分析1、机械炉排炉焚烧炉这种炉的路床一般采用往复运动炉排,炉排面积较大,炉膛体积较大,不需要对垃圾进行预处理;占地面积较大,灰渣热灼减率容易达标;垃圾炉内停留时间较长,过量空气系数大,单炉最大处理量为1200T/D;燃烧空气供给容易调节,可通过调整干燥段适应不同湿度的垃圾;可通过炉排运往复运动使垃圾反转,使其均匀;烟气中含灰尘量较低,燃烧介质不用载体,燃烧工况控制较易,运行费用低;烟气处理较易,维修工作量较少,运行业绩或市场占有率最多,对工程的适应性面广;总的来讲这种焚烧炉对垃圾的适应性强,故障少,处理性能好,环保性能好,运行成本较低。

2、流化床焚烧炉这种炉的路床一般采用固定式炉排面积和炉膛,体积较小,需要对垃圾进行预处理;占地面积较小,原生垃圾在连续助燃下,灰渣热灼减率可达标;垃圾炉内停留时间较短,过量空气系数一般,单炉最大处理量为500T/D;燃烧空气供给较易调节,炉温易随垃圾含水量的变化而波动;较重垃圾快速到达底部,不易燃烧完全;烟气中含灰尘量高,燃烧介质需要石英砂作为载体,燃烧工况控制不太容易,运行费用低;烟气处理较难,维修工作量较多,运行业绩或市场占有率最少,对工程的适应性面窄;总的来讲这种焚烧炉需要前处理并故障率高,通常加有辅助燃料才能焚烧环保不易达到。

3、热解焚烧炉这种炉的路床一般采用多为立式固定炉排,分2个燃烧室,在热值较低时,需要对垃圾进行预处理;占地面积一般,灰渣热灼减率,原生垃圾在连续不易达标;垃圾炉内停留时间最长,过量空气系数小,单炉最大处理量为200T/D;燃烧空气供给不易调节,可通过调节垃圾在炉内的停留来适应垃圾的湿度;难以实现炉内垃圾翻动,大块垃圾难于燃尽;烟气中含灰尘量较低,燃烧介质不用载体,燃烧工况控制不易,运行费用较高;烟气处理不易,维修工作量少,运行业绩或市场占有率最少,对工程的适应性面窄;总的来讲这种焚烧炉没有熔融焚烧炉的热解炉,灰渣不可燃尽,热灼减率高,环保不易达标。

生活垃圾焚烧工艺及设备选型

生活垃圾焚烧工艺及设备选型

生活垃圾焚烧工艺及设备选型1 垃圾焚烧炉型选择1.1 垃圾焚烧炉型概述焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备,它对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等,都起着至关重要的作用。

为此,在焚烧炉型选择上,务必十分慎重。

影响垃圾焚烧锅炉炉型选择的因素主要有以下两个方面:1、燃料适应性垃圾特性是选择炉型的最基本资料。

生活垃圾的含水率高,随季节热值变化较大,因此对焚烧炉在垃圾的干燥、着火燃烧和适应较大范围热值变化方面有较高的要求。

2、技术要求应选择国内广泛应用、技术成熟度高,具有较大的单元处理规模,锅炉效率较高的焚烧炉。

要求设备运行费用较低、操作管理方便、备品备件供应价格合理,供应及时等。

经过了几十年垃圾焚烧运营和发展,目前国内外用于垃圾焚烧的典型炉型主要包括机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、热解气化焚烧炉与回转窑焚烧炉等四类。

1.2 机械炉排焚烧炉机械炉排炉采用层状燃烧技术,具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前世界最常用、处理量最大的城市生活垃圾焚烧炉。

机械炉排焚烧炉根据炉排的结构和运动方式不同而形式多样,但燃烧的基本原理大致相同,垃圾在炉排上进行层状燃烧,经过干燥、燃烧、燃烬后灰渣排出炉外,各种炉排都会采取不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触,从而达到较理想的燃烧效果。

垃圾的燃烧空气由炉排底部送入,根据垃圾热值与水份不同,送入炉排风可以是热风或是冷风,不同的炉排结构其炉排透风方式各异。

图1.1 机械炉排炉根据炉排的结构形式,机械炉排焚烧炉可分为:往复式炉排炉和滚筒式炉排炉。

往复式炉排炉按其运动方式和结构形式分为顺推式往复炉排与逆推式往复炉排。

一般往复式炉排由成排相间布置的运动炉排片组与固定炉排片组构成。

运动炉排片组在推动垃圾向炉渣出口方向移动时,把部分新垃圾推到下一层已经燃烧的垃圾层上,返回时又会把部分已经燃烧的垃圾带入未燃烧垃圾的底部,达到对垃圾层较强的拨火作用,增强垃圾与空气的接触,并使垃圾层疏松、透气性加强,强化燃烧。

生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计探讨

生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计探讨

生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计探讨摘要:国外采用焚烧炉设备进行垃圾处理,在一定程度上降低了垃圾运输和相关人力物力的成本,有利于减少国家财政支出,节约资源。

然而,我国城市生活垃圾处理技术还不完全成熟。

例如,我国焚烧炉设备的设计理念不成熟,选型不合理,不利于焚烧炉设备的稳定运行,不能有效保证焚烧炉的连续燃烧。

关键词:生活垃圾;焚烧炉设备选型;机械设计;探讨1垃圾焚烧炉及其子系统的关系垃圾接收系统、垃圾贮存系统、热能利用系统、烟气处理系统和灰渣收运系统组合成垃圾焚烧发电系统。

这些子系统协同工作,进行垃圾焚烧和发电过程。

这些子系统缺一不可,负责方方面面的工作。

垃圾收存系统是生活垃圾的入口和存放场所;烟气处理系统是对焚烧产生的烟气进行处理;热能利用系统是将生活垃圾产生的热能转化为电能,这也是垃圾焚烧发电的主要原理;灰渣收运系统是对垃圾焚烧后的产物进行处理的系统。

垃圾焚烧炉的每个子系统都有相应的功能和作用。

只有各系统都发挥出高效率,才能做好生活垃圾的处理。

由于子系统种类繁多,不同的生活垃圾焚烧炉的工作效率也不同。

根据使用需要和具体情况,选择合适的机型,进行合理的机械设计。

2焚烧炉设备的主要种类垃圾焚烧技术可以有效保护环境免受生活垃圾的污染,也可以改变垃圾填埋场的现状,有效利用垃圾本身的资源.事实上,垃圾焚烧在国外已经使用和推广了几十年。

成熟的焚烧炉设备有脉冲抛掷炉排焚烧炉、热解干馏气化炉、流化床焚烧炉、机械炉型炉排焚烧炉、回转式焚烧炉和CAO焚烧炉设备,本文将简要分析这几种焚烧炉设备。

2.1热解干馏气化炉热解干馏气化炉主要由热解、干馏和气化组成。

在蒸汽相互作用下,产生一定的化学反应,引起生活垃圾的碳化反应,最终生成CO可燃性气体,使处理生活垃圾的整个过程在完全厌氧的环境中进行,可有效避免重金属和二恶英的产生,气化炉设备排放的所有气体均符合我国GB18485、EU2000/76/EC等国家标准和行业标准。

CO通过平底双立管和高温洗涤塔等相关净化处理设备时,主要进行降温脱酸处理,适用于中型城市垃圾处理,缓解天然气能源短缺。

关于生活垃圾焚烧发电焚烧炉的选型总结

关于生活垃圾焚烧发电焚烧炉的选型总结

关于生活垃圾焚烧发电焚烧炉的选型总结从专业技术角度对生活垃圾焚烧发电项目中的焚烧炉选型工作做一次全面总结:垃圾的焚烧过程,本质上是质量传递、热传递、动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂过程。

从固体燃料燃烧理论的角度分析,固体燃料燃烧可定性的分为预热、水份蒸发、升温、挥发物析出、着火和固定碳燃烧等过程。

伴随这些过程的开始、发展、结束、交替,垃圾先吸取热量,温度上升,失去水份,局部分解析出可燃成份,然后着火燃烧,放出热量。

直到燃烬冷却。

垃圾的质量随着焚烧过程逐步减少,直到残留灰渣。

垃圾焚烧的影响主要有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。

其中停留时间、燃烧温度、湍流度,通常被称为“三T(即time、temperature、turbulence)”要素。

垃圾在焚烧过程中要求适宜的燃烧温度。

燃烧温度过低,会使垃圾燃烧不完全;二恶英分解温度要求不低于850摄氏度。

燃烧温度愈高,反应速度愈快,垃圾在焚烧炉内的停留时间则可以缩短,但过高的燃烧温度会加快焚烧炉的内壁和炉内机械结构的腐蚀速度,会使灰渣熔结,影响炉壁的使用寿命及炉内机械的运行。

此外,还会促成氮氧化物的生成。

所以燃烧温度不宜过高。

焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备,它对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等,都起至关重要的作用。

为此,在焚烧炉型选择上,务必十分慎重。

目前国内外应用较多、技术比较成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、热解焚烧炉、回转窑焚烧炉等四类。

1、机械炉排炉机械炉排炉采用层状燃烧技术,具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点。

是目前世界上技术成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉。

在欧美等国家得到广泛使用,单台处理量最大可以达1200t/d。

机械式炉排炉是以机械式的炉排块构成炉床,靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。

垃圾在炉排上通常经过三个区段:预热干燥段、燃烧段和燃烬段。

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生活垃圾焚烧炉设计选型应考虑的主要因素摘要:本文介绍了城市生活垃圾焚烧炉设计选型时应考虑的主要因素:垃圾设计低位热值、助燃空气、炉排机械负荷和燃烧室热负荷、炉排尺寸、垃圾干燥过程。

从而对设计安全,高效,经济运行的焚烧炉提供有意义的指导。

关键词:垃圾焚烧炉设计主要因素指导意义Abstract: A description of main factors about Waste incineration Stoker design is presented. The factors mainly include low heat value of maximum continuous rating, primary air and Secondary air, heat intensity per grate are, heat release rate, grate area, waste dried process. As a result,it could provide guiding value about Stoker Design.Key words:Waste incineration stoker design; Main factors; Guiding value垃圾在焚烧炉内的燃烧过程是一个非常复杂的热化学反应的系统工程,炉膛内的垃圾燃烧效果受多方面因素制约。

合理组织炉内的热幅射和烟气流动,加强炉内烟气搅动,混合,强化火床和炉膛内的燃烧,维持火床和炉膛高温焚烧是焚烧炉设计时应实现的主要功能,也是焚烧炉作用的主要体现。

为了实现这些功能,设计焚烧炉必须综合考虑各个相关因素,使焚烧炉达到排放达标,安全,高效,经济运行。

本文介绍了焚烧炉设计选型时应考虑的主要因素。

一、垃圾设计热值垃圾设计低位热值的选取与焚烧炉炉排的面积、炉体的几何尺寸及余热锅炉受热面的布置息息相关,不仅关系到项目的机炉配置及选型,更是关系到本项目今后运行的好坏。

垃圾设计低位热值过高,会造成设计的焚烧炉炉排面积偏小,余热锅炉受热面积过大,有可能导致焚烧炉及余热锅炉对垃圾热值适应范围的下限偏高,使垃圾燃烧不稳定,在垃圾热值低时需要添加辅助燃料;垃圾设计低位热值过低,会造成设计的焚烧炉炉排面积偏大,余热锅炉受热面积过小,可能导致焚烧炉及余热锅炉对垃圾热值适应范围的上限偏低,在运行年的中后期随着垃圾热值升高到设计低位热值后,只能减少焚烧线的垃圾处理量;所以应该合理确定垃圾设计热值点。

在确定项目的垃圾设计低位热值时要考虑以下一些因素:(1)项目服务区域现在及过去几年垃圾热值的分析统计;(2)项目服务区域年内垃圾热值变化情况:一年内夏季热值偏低,冬季热值偏高的波动情况;(3)垃圾收运管理的规范化程度对垃圾热值提高的影响:随着管理水平的提高,有效减少或避免拾荒者在垃圾收集点收集部分橡胶、塑料及纸张类等高热值可燃物,有利于垃圾热值的提高;(4)对垃圾热值提高的预测分析:垃圾处理厂运行期一般比较长,根据项目所在地经济水平的逐年增长,随着人民生活水平的提高,垃圾热值会持续升高。

目前垃圾低位热值的计算主要采用如下模型[1],其中C、H、O、N、S、W 为垃圾中碳元素、氢元素、氧元素、氮元素、硫元素以及水分的应用基组分。

门捷列夫模型Steuer模型V onroll 模型Dulong修正模型以上四种计算模型均有较好的适应性而被应用,如欧洲一些公司采用V onroll 模型,日本一些公司采用Steuer模型及Dulong修正模型,针对我国目前的垃圾祖坟,建议采用门捷列夫模型或V onroll模型。

二、助燃空气垃圾焚烧炉助燃空气的主要作用是:提供垃圾干燥的风量和风温;提供垃圾充分燃烧和燃烬的空气量;促使炉膛内烟气的扰动。

助燃空气主要包括一次风和二次风,一次风的主要作用是干燥垃圾和助燃,二次风的主要作用是促使炉膛内烟气的扰动,使垃圾充分燃烧。

目前国内采用的垃圾焚烧炉主要采用进口技术或进口技术国产化技术。

而国外发达国家的垃圾热值远高于国内,且组份相差很大,因此我们对进口技术要充分消化吸收,使之更适用中国垃圾的热性。

根据垃圾特性选择合理设计风量和设计风温。

我们对某垃圾焚烧发电厂的一次风温度进行研究,在现在基础上提高10℃,对空气预热器的制造成本的影响很小。

温度提高后,抽汽量会增大220kg/h,汽轮机的汽耗率为5.1—5.2kg/度电,相当于每小时少发约40度电。

但是提高一次风温度有利于垃圾干燥,从而使垃圾燃烧的更加充分,降低垃圾的燃烧损失,这样可以增大产汽量。

如果不考虑垃圾的不完全燃烧损失,主蒸汽产量将提高约700kg/h。

同时,垃圾的燃烧效果好,有利于对燃烧过程炉排运动的控制,减少垃圾的局部推料,提高单位时间的实际处理量。

因此从全局考虑,适当提高一次风温度是有利的。

如果过分提高一次风的温度,需要采用过热蒸汽加热的预热器,会大大将低全厂的经济运行,同时在一定程度上也会降低风室内部安装设备的使用寿命。

也可以考虑烟气空气预热器,但是由于烟气的温度高,及空气的含量高,垃圾组分复杂,会对预热器管束超成氧腐蚀和酸腐蚀。

三、炉排机械负荷和燃烧室热负荷炉排机械负荷是表示单位炉排面积的垃圾燃烧速度的指标,即单位炉排面积,单位时间内燃烧的处理量。

炉排机械负荷是垃圾焚烧炉设计的重要指标,但不能仅用炉排面积来衡量垃圾焚烧炉的处理能力,它与其他因素如炉形、结构等设计密切相关。

欧美的机械炉排负荷一般比日本的采用值要高,原因之一当然是各厂家的炉排结构不一样,但即使是从欧美引进技术的日本厂家一般采用的机械负荷值也比欧美相同炉型低。

其原因主要是日本的垃圾含水量比欧美要高。

一般而言,炉排机械负荷的选择有下述原则:高水分低热值的垃圾采用的机械负荷较低;要求焚烧炉热灼减率低时,机械负荷要低;燃烧空气预热温度越高,机械负荷越高;每台炉的规模越大,机械负荷值也越高;水平炉排比倾斜炉排的机械负荷值稍低。

焚烧炉机械负荷一般在150~300kg/(m2.h)比较适合高水分低热值垃圾[2]。

燃烧室热负荷是衡量单位时间内单位容积所承受的热量指标。

这里的燃烧室容积包括一次燃烧室和二次燃烧室之和。

热负荷值的一般范围在8×104~15×104 kcal/(m3.h)(93 ~174kJ/(m3.s))的范围内[2]。

燃烧室热负荷的大小即表示燃烧火焰在燃烧室内的充满程度,燃烧室的太小,燃烧室内火焰过于充满,炉温过高,炉壁耐火材料容易损伤,烟气停留时间也不够,容易引起不完全燃烧,严重时会造成一氧化碳在后续烟道中燃烧甚至引起爆炸。

炉壁和炉排上也易熔融结块。

燃烧室过大时,热负荷偏小,炉壁散热过大,炉温偏低,炉内火焰充满不足,燃烧不稳定也容易使焚烧炉的炉渣热灼减率偏高。

目前国内常用炉型的主要设计参数见表1。

表1不同炉型的主要设计参数表炉型干燥段长度(m) 燃烧段长度(m) 燃尽段长度(m) 炉排宽度(m) 单台处理量(T/D)机械负荷kg/(m2.h)SITY2000 2.4 5.1 1.6 12.6 600 216.6日立造船 3.61 5.61 5.21 5.08 400 227.4西格斯 4.03 4.03 2.78 6.32 400 243.3日本田雄 3 6 2 6.78 400 221.9杭州新世纪逆推段7.5m,顺推段2.26m 9.98 600 256.7四、炉排尺寸设计炉床面积的计算功率如下[3]:式中A为炉排所需面积(m2),为每小时垃圾及辅助燃料产生的低位发热值(kj/h),GHR为炉排热负荷(kj/m2/h)F为垃圾处理量(kg/h),GBH为炉排机械负荷(kg/m2/h)。

炉排长与宽的比宜小于2,炉排的长度和宽度尺寸可以根据结构设计做适当调整。

五、垃圾干燥过程垃圾干燥过程的特点:(1)垃圾干燥过程中,有辐射、对流和垃圾自身燃烧释热干燥等作用,干燥温度越高,失重率越大,但垃圾失重率不是温度的简单线性函数。

(2)不同种类的垃圾的干燥效果受其原始含水率和自身细胞结构的影响,干燥过程有显著差异。

(3)垃圾层厚度和垃圾自身厚度都会影响垃圾干燥过程。

比表面积越小的垃圾越难以干燥。

在实际设计干燥床时,需要充分考虑不同种类和尺寸的垃圾干燥特性的不同,采用多级阶梯结构可以实现良好的垃圾翻动效果,有利于垃圾干燥。

(4)干燥床上的垃圾受炉膛辐射、干燥风对流和垃圾自身局部燃烧等因素综合影响可使垃圾表层的水分蒸发率达40%左右,垃圾进入密相区时的水分大大降低。

实际的焚烧炉中,由于某些垃圾比表面积小、辐射热只能加热表面垃圾、垃圾层翻动不均匀,垃圾的总体水分仍明显高于10%。

结合已有电厂的运行经验,焚烧炉设计的干燥段实现垃圾水分由现有50%左右降低到20%左右,然后进入燃烧段。

实验表明当温度高于200℃时则明显地加速了干燥过程;纯粹辐射时,高温提供了高的辐射能量,提供了高的水分蒸发和高的扩散能力,但干燥的失重率不是温度的线性函数,根据辐射四次方温差定律,炉膛对样垃圾的辐射热量为:(1)其中为系统黑度,A为面积,T为炉膛温度即干燥温度,为垃圾温度当存在对流、辐射和垃圾燃烧自加热等干燥作用时,其热量为[4]:(2)(3)其中对流换热量,为燃烧热,为对流换热系数。

从式(1)、(2)和(3)可以看出,垃圾干燥过程的失重率(对应于总换热量)是由多个因素决定的量。

假定没有热解和燃烧,且换热过程是稳态的,即:式中为时间,为热量-质量传递系数(近似水的潜热);为折算换热系数,是干燥温度的非线性函数。

可见失重率与干燥温度的关系不是简单的线性,准确的的形式需要进一步的实验研究和理论分析给出。

我们针对某垃圾焚烧发电厂进行了相关的理论计算,干燥风为总风量的15%,干燥风穿过垃圾料层温度从设计温度降低到100℃左右,如果热量能够被垃圾完全吸收,干燥风使垃圾水分降低 2.8%。

由此在垃圾干燥的过程中辐射起主导作用。

如果干燥温度按1000℃,发射率按0.8考虑,辐射可以使垃圾含水量降低21.3%左右;同时局部热解、燃烧过程产生的热量会使垃圾水分降低。

从而实现垃圾水分在干燥过程中降低30%左右,当然这只是一种比较理想的情况,实际的燃烧过程比较复杂,我们可以在实际运用中积累经验。

也可通过后续的实验找出有借鉴意义的数据。

参考文献:[1] 白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[M].北京:建筑工业出版社,2009,108-109.[2] 张益.生活垃圾焚烧技术[M].北京:化学工艺出版社,2000,87-90,.[3] 张乃斌.垃圾焚化厂系统工程规划与设计[M].台北:茂昌图书有限公司,2001,7-53~7-64.[4] 蒙爱红等.垃圾焚烧炉干燥床垃圾干燥过程研究与分析[J] .燃烧科学与技术,2008,12(6):518-522.注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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