流化床市政污泥焚燒爐起草人

方振明、 朱東鋒、 陳勇強、鄭向陽、陳偉、郭翔、李琦、錢鈞、陳子偉。

本標準由浙江省標準化研究院牽頭組織制定。 本標準主要起草單位：浙江先創(chuàng)能源科技股份有限公司。 本標準參與起草單位：浙江省標準化研究院、浙江大學、安徽工業(yè)大學（排名不分先后）。

本標準規(guī)定了流化床市政污泥焚燒爐的術語和定義、基本要求、產(chǎn)品型號及示意圖、 技術要求、 試驗方法、檢驗規(guī)則、油漆、包裝、 標志、 隨機文件及質(zhì)量承諾。

本標準適用于：

——市政污泥的焚燒；

——利用余熱鍋爐回收余熱，且余熱鍋爐額定蒸汽壓力小于 3.8MPa 的固定式鋼制水管式蒸汽鍋爐系統(tǒng)；

——燃燒方式為流化床燃燒。

流化床焚燒爐內(nèi)襯耐火材料，下面由布風板構成燃燒室。燃燒室分為兩個區(qū)域，即上部的稀相區(qū)(懸浮段)和下部的密相區(qū)。

流化床焚燒爐的工作原理：流化床密相區(qū)床層中有大量的惰性床料(如煤灰或砂子等)，其熱容量很大，能夠滿足有機廢液的蒸發(fā)、熱解、燃燒所需大量熱量的要求。由布風裝置送到密相區(qū)的空氣使床層處于良好流化狀態(tài)。床層內(nèi)傳熱工況十分優(yōu)越，床內(nèi)溫度均勻穩(wěn)定，維持在800～900℃，有利于有機物的分解和燃燼。焚燒后產(chǎn)生的煙氣夾帶著少量固體顆粒及未燃燼的有機物進入流化床稀相區(qū)，由二次風送入的高速空氣流在爐膛中心形成一旋轉(zhuǎn)切圓，使擾動強烈，混合充分，未燃燼成分在此可繼續(xù)進行燃燒。

流化床焚燒爐可以兩種方式操作，即鼓泡床和循環(huán)床，這取決于空氣在床內(nèi)空截面的速度。隨著空氣速度提高，床層開始流化，并具有流體特性。進一步提高空氣速度，床層膨脹，過剩的空氣以氣泡的形式通過床層，這種氣泡將床料徹底混合，迅速建立煙氣和顆粒的熱平衡，以這種方式運行的焚燒爐為鼓泡流化床焚燒爐?？諝馑俣雀邥r，顆粒被煙氣帶走，在旋風筒內(nèi)分離后，回送至爐內(nèi)進一步燃燒，實現(xiàn)物料的循環(huán)，以這種方式運行的稱為循環(huán)床焚燒爐。鼓泡流化床內(nèi)空截面煙氣速度為1.0～3.0m /s，循環(huán)流化床內(nèi)空截面煙氣速度一般為5.0～6.0m /s。

與常規(guī)焚燒爐相比，流化床焚燒爐具有以下優(yōu)點：焚燒效率高、對各類廢液適應性強、環(huán)保性能好、重金屬排放量低、結構緊湊、占地面積小、事故率低、維修工作量小等。流化床焚燒爐的缺點是，當焚燒含有堿金屬鹽類的廢液時，在床層內(nèi)容易形成低熔點的共晶體(熔點在635～815℃之間)，如果熔化鹽在床內(nèi)積累，則將導致流化失敗。解決這個問題的辦法是，向床內(nèi)添加合適的添加劑，它們能夠?qū)A金屬鹽類包裹起來，形成象耐火材料一樣的熔點在1065～1290℃之間的高熔點物質(zhì)，從而解決了低熔點鹽類的結焦問題。

焚燒爐是用于焚燒的設備。從不同的角度有很多種分類方法。按焚燒室分類可分為：單室焚燒爐多室焚燒爐。而 根據(jù)燃燒煙氣和垃圾移動的方向的關系可將爐體分為順流式逆流式交流式和二次流式。按爐型分類可分為 固定爐排爐、機械爐排爐、流化床焚燒爐(主要用來處理工業(yè)垃圾)、回轉(zhuǎn)窯爐等。為增強生活垃圾焚燒的效果，經(jīng)常在焚燒中應用熱分解和氣化(熔融)技術。

爐排焚燒爐原理為：將垃圾供應到 耐熱鑄鐵(鋼)的爐排上，從爐排下部通風，使垃圾燃燒。流化床焚燒爐的焚燒原理為：在塔型爐底部多孔管中通風， 使其上砂層流動形成流動層，粉碎后的垃圾被投入后，在爐內(nèi)與流動砂(650～ 800℃)接觸，從而瞬間燃燒，燃燒后的灰分被燃燒氣體帶到煙氣處理系統(tǒng)。氣化熔融爐的焚燒原理為：先將垃圾在 450～600℃的還原性氣氛中熱分解為可燃性氣體以及以炭為主的固體殘渣， 然后再進行燃燒并熔融。焚燒爐的設計時要綜合考慮工廠的處理規(guī)模、待處理垃圾的性質(zhì)、爐排機械負荷和熱負荷、燃燒室熱負荷、燃燒室出口溫度和煙氣滯留時間以及熱灼減率等來進行設計。

催化焚燒爐除在燃燒室內(nèi)裝有催化劑之外，其他均與對流換熱焚燒爐相同。對流換熱式焚燒爐系國內(nèi)的行業(yè)稱謂，國外稱同流換熱式焚燒爐，其廢熱回收系統(tǒng)設計使得其在操作下限(LEL)范圍內(nèi)使用較經(jīng)濟。設計較蓄熱式焚燒爐簡單，裝置較小和輕便，可裝在滑輪上制成輕便移動式。該焚燒爐熱回收系統(tǒng)的典型設計是將管式或板式換熱器安裝在燃燒室的廢氣排氣一端，當廢氣中含顆粒物較少時，通常采用板式換熱器，其熱回收效率可達70%；而管式換熱器的熱回收效率通常只有40%～50%。熱回收效率為實際回收熱能與可回收最大熱能之比，熱回收效率=(T_預熱溫度-T_進口溫度)/(T_燃燒溫度-T_進口溫度) 。

催化焚燒爐特別適于處理VOCS濃度較高，廢氣中VOCS（含有揮發(fā)性有機化合物）濃度波動不大的廢氣。當廢氣中VOCS濃度不高，VOCS濃度波動大時，只能靠投加輔助燃料維持燃燒過程。而投加輔助燃料使焚燒爐內(nèi)高溫區(qū)溫度會達到或超過1537.8℃，導致NO_x生成量增加。由于換熱器和火焰直接接觸，在換熱區(qū)可能會有VOCS自燃現(xiàn)象發(fā)生，故換熱器多采用金屬材質(zhì)。如果焚燒爐在低于760℃以下運行，要求VOCS在爐內(nèi)有較好的湍動設計和有較長的停留時間。當廢氣中含有氯化物時，會存在Cl₂生成HCl導致腐蝕發(fā)生，設計時務必選用耐腐蝕材料，雖投資費用增加，但很有必要 。