浅谈:垃圾焚烧工程与技术

2018-10-10

垃圾既是污染源,又含有可以再生利用的资源和能源。如何处理这些垃圾已成为世界各国面临的共同问题。垃圾的高温气化是一种新型的垃圾处理技术,垃圾气化过程中,不可避免的会产生二噁英等有毒气体,形成二次污染,减少二噁英排放的常用方法是让垃圾燃烧后的气流在850℃保持2秒以上,约翰节能生活垃圾焚烧炉在垃圾焚烧过程中,对二噁英的控制,主要是以高温热解分级燃烧的方式来实现。根据烟气流速计算出,一燃室至三燃室的烟气流程长度,以保证烟气在高温环境中相对停留时间≥2S,以减少二噁英排放。

一、生活垃圾焚烧概述

采用焚烧法处理生活垃圾的基本目标是:一实现垃圾减量(垃圾重量减量70%-85%,容积减量90%以上);二实现余热利用(利用焚烧预热生产热能);三消除垃圾的有害物质。为了实现这三个目标,研发出多种具有专利技术的炉排型焚烧炉技术、

生活垃圾是在炉排长度方向上展开整个燃烧过程。高水分垃圾的焚烧过程分为:在干燥点火段的预热,水分蒸发及升温着火吸热过程;在燃烧段的以挥发分空间燃烧为主的放热过程;在燃烬段的已固定碳完全燃烧为主的放热过程。几个燃烧阶段互相渗透,无明显界限。

在干燥点火过程中,垃圾首选被推入到焚烧炉内,吸收炉内高温烟气有组织的辐射热,并在炉排下送入的一次空气作用下,在100-180度范围内预热,实现垃圾水分快速蒸发的过程。此后,垃圾继续吸热升温到可燃质与氧发生剧烈反应。当放热反应大于吸热反应,可燃质放热速率大于向环境散热速率时,两个平衡的临界点成为着火点,对应的温度为着火温度。着火过程主要是温度不断提高引起到,也被称为“热着火过程”。在此过程中,化学反应是温度升高,而温度升高又促使化学反应速度更快,反应放热增加,如此反复。燃烧过程的链式反应在这里可以被忽略。

干燥点的吸热过程是着火的首要因素。影响吸热的主要因素有垃圾含水量及其蒸发速率,垃圾的挥发分及吸出过程,以及燃烧空气温度等。因此,干燥段炉排因具备可将大部分的垃圾含水量蒸发,不使垃圾结成大团块,均匀移动垃圾和自清洁等功能。对含水率低于40%的低水分垃圾,干燥点火炉排段的长度要短。

从垃圾焚烧角度看燃烧的三要素:1可燃物,垃圾中的大部分有机物都是可燃物,包括可燃固体和可燃气体(指挥发分);2助燃物,主要指垃圾焚烧过程中需要的一、二次助燃空气;3点火源,焚烧炉启动多采用轻柴油辅助燃烧。

由于是垃圾各组分间有相互影响,这种交互作用与该祖坟所占的比例有关,其挥发分平均析出温度为250度左右。挥发分析出过程远比水分蒸发过程激烈快速,且两者构成了生活垃圾主要减容、减重过程。

垃圾在炉排上的燃烧过程中受到自然对流与供风气流携带作用,大部分挥发分在前拱区升腾。升腾到垃圾曾上部空间的挥发分燃烧速率、扩散速率与氧达到平衡界面时,进行混合燃烧。此时空间燃烧强烈,燃烧温度为850-1050度。燃烧过程在二次风口的截面处结束。此时炉排表面温度达到350-550度。

燃烧段的炉排处于最不利的工作环境下,要求燃烧炉排应具备均匀分配燃烧空气,垃圾处于良好混合状况。较好的炉排片冷却效果(对低热值垃圾采用风冷,高热值冷剂采用水冷)均匀移动垃圾,具有耐热应力(600度),耐磨蚀,抗冲击等功能。

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