中文名 | 液體焚燒爐 | 外文名 | fluid incinerator;liquid incinerator |
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基本釋義 | 能焚燒液體的焚燒爐 | 分????類(lèi) | 噴射型、回轉(zhuǎn)窯型、流化床型 |
領(lǐng)????域 | 能源利用、環(huán)保治理 | 學(xué)????科 | 物理、化學(xué) |
流化床焚燒爐內(nèi)襯耐火材料,下面由布風(fēng)板構(gòu)成燃燒室。燃燒室分為兩個(gè)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(jī)廢液的蒸發(fā)、熱解、燃燒所需大量熱量的要求。由布風(fēng)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(jī)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(jī)物進(jìn)入流化床稀相區(qū),由二次風(fēng)送入的高速空氣流在爐膛中心形成一旋轉(zhuǎn)切圓,使擾動(dòng)強(qiáng)烈,混合充分,未燃燼成分在此可繼續(xù)進(jìn)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(kāi)始流化,并具有流體特性。進(jìn)一步提高空氣速度,床層膨脹,過(guò)剩的空氣以氣泡的形式通過(guò)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(yùn)行的焚燒爐為鼓泡流化床焚燒爐??諝馑俣雀邥r(shí),顆粒被煙氣帶走,在旋風(fēng)筒內(nèi)分離后,回送至爐內(nèi)進(jìn)一步燃燒,實(shí)現(xiàn)物料的循環(huán),以這種方式運(yùn)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(diǎn):焚燒效率高、對(duì)各類(lèi)廢液適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保性能好、重金屬排放量低、結(jié)構(gòu)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(diǎn)是,當(dāng)焚燒含有堿金屬鹽類(lèi)的廢液時(shí),在床層內(nèi)容易形成低熔點(diǎn)的共晶體(熔點(diǎn)在635~815℃之間),如果熔化鹽在床內(nèi)積累,則將導(dǎo)致流化失敗。解決這個(gè)問(wèn)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(lèi)包裹起來(lái),形成象耐火材料一樣的熔點(diǎn)在1065~1290℃之間的高熔點(diǎn)物質(zhì),從而解決了低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的結(jié)焦問(wèn)題。
從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,美國(guó)化工及相關(guān)行業(yè)開(kāi)始嘗試焚燒工業(yè)廢棄物。陶氏化學(xué)公司、杜邦公司等興建了一批回轉(zhuǎn)窯焚燒爐,約翰鋅業(yè)公司和熱能研究與工程公司等相繼建成液體噴射爐。美國(guó)1985年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,液體噴射爐被廣泛用于危險(xiǎn)廢棄物處理,占焚燒爐總量的50%左右。這是因?yàn)槊绹?guó)的工業(yè)有害廢棄物的90%左右是液體或漿體,而且管理政策傾向于由企業(yè)在廠內(nèi)自行處理廢棄物。廢液的成份比較相對(duì)穩(wěn)定,適合采用液體噴射爐處理,成本也比較低。
相反,在德國(guó)等歐洲許多國(guó)家,廢液一般都用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐處理。這是因?yàn)槎鄶?shù)歐洲國(guó)家都施行政府集中管理廢棄物的政策,企業(yè)產(chǎn)生的廢棄物被送到指定的廢棄物處理廠進(jìn)行集中處置。焚燒廠接納的廢棄物來(lái)自不同企業(yè),三廢俱全,所以焚燒系統(tǒng)一般由回轉(zhuǎn)窯、二燃室、余熱鍋爐和除酸除塵設(shè)備組成,多數(shù)采用液態(tài)排渣方式,運(yùn)行溫度在1200℃左右,以熔融無(wú)機(jī)鹽和鐵桶等容易引起回轉(zhuǎn)窯結(jié)渣或堵塞的廢棄物。
總的說(shuō)來(lái),商業(yè)化運(yùn)行的焚燒爐處理的廢棄物比較復(fù)雜,爐型大部份是回轉(zhuǎn)窯;而企業(yè)自備的焚燒爐處理的廢棄物成份相對(duì)簡(jiǎn)單一些,處理廢液的爐型以液體噴射爐為主。
液體噴射焚燒爐用于處理可以用泵輸送的液體廢棄物。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通常為內(nèi)襯耐火材料的圓筒(水平或垂直放置),配有一個(gè)或多個(gè)燃燒器。廢液通過(guò)噴嘴霧化為細(xì)小液滴,在高溫火焰區(qū)域內(nèi)以懸浮態(tài)燃燒。可以采用旋流或直流燃燒器,以便廢液霧滴與助燃空氣良好混合,增加停留時(shí)間,使廢液在高溫區(qū)內(nèi)充分燃燒。一般燃燒室停留時(shí)間為0.3~2.0s,最高溫度可達(dá)1650℃。
通常將低熱值的廢液與液體燃料摻混,使混合液的熱值大于18600kJ/kg,然后用泵通過(guò)噴嘴或特殊設(shè)計(jì)的霧化器送入焚燒室焚燒。含有懸浮顆粒的廢液,需要過(guò)濾去除,以免堵塞噴嘴或霧化器的孔眼。摻混也用來(lái)控制進(jìn)入焚燒爐液體中氯的含量,一般控制含氯廢液中氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30% ,以利達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)和限制煙氣中有害氣體氯的含量。
良好的霧化是達(dá)到有害物質(zhì)高破壞(燃燒)率的關(guān)鍵??梢杂玫蛪嚎諝?、蒸汽或機(jī)械霧化。一般高粘度廢液應(yīng)采用蒸汽霧化噴嘴,低粘度廢液可采用機(jī)械霧化或空氣霧化噴嘴。廢液粘度通常在220mPa·s以下為宜。為了降低粘度,往往需加熱廢液,但溫度一般不超過(guò)200~260℃,否則,用泵輸送困難。典型液體噴射焚燒爐的容量大約為3×107kJ/h,然而,實(shí)際應(yīng)用的可達(dá)7.4×107~10.5×107kJ/h。
在臥式液體噴射焚燒爐膛,輔助燃料和霧化蒸汽或空氣由燃燒器進(jìn)入爐膛,火焰溫度為1430~1650℃,廢液經(jīng)蒸汽霧化后與空氣由噴嘴噴入火焰區(qū)燃燒。燃燒室停留時(shí)間為0.3~2.0s,焚燒爐出口溫度為815~1200℃,燃燒室出口空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2~2.5,排出的煙氣進(jìn)入急冷室或余熱鍋爐回收熱量。臥式液體噴射焚燒爐一般用于處理含灰量很少的有機(jī)廢液。
東北某廠1982年采用硅磚砌成直徑600mm ,長(zhǎng)4300mm 的圓形爐膛臥式液體噴射焚燒爐,以氯霉素的副產(chǎn)物鄰硝基乙苯為燃料,處理V C的古龍酸母液,實(shí)現(xiàn)了以廢治廢,節(jié)約能源的目的。年處理COD 在400t以上,煙氣經(jīng)水洗后達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
立式液體噴射焚燒爐適用于焚燒含較多無(wú)機(jī)鹽和低熔點(diǎn)灰分的有機(jī)廢液。其爐體由碳鋼外殼與耐火磚、保溫磚砌成,有的爐子還有一層外夾套以預(yù)熱空氣。爐子頂部有重油噴火嘴,重油與霧化蒸汽在噴嘴內(nèi)預(yù)混合噴出。燃燒用的空氣先經(jīng)爐壁夾層預(yù)熱后,在噴嘴附近通過(guò)渦流器進(jìn)入爐內(nèi),爐內(nèi)火焰較短,燃燒室的熱強(qiáng)度很高,廢液噴嘴在爐子的上部,廢液用中壓蒸汽霧化,噴入爐內(nèi)。對(duì)大多數(shù)廢液的最佳燃燒溫度為870~980℃。在很短時(shí)間內(nèi)有機(jī)物燃燒分解。在焚燒過(guò)程中,某些鹽、堿的高溫熔融物與水接觸會(huì)發(fā)生爆炸。為了防止爆炸的發(fā)生,采用了噴水冷卻的措施。在焚燒爐爐底設(shè)有冷卻罐。由冷卻罐出來(lái)的煙氣經(jīng)文丘里洗滌器洗滌后排入大氣。
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你是室式的還是旋轉(zhuǎn)式的。
。。。焚燒主要符合排放標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)位置符合消防要求。另外收集、運(yùn)送、堆放也要符合規(guī)范。。。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是用于處理固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)可燃性廢物的通用爐型,對(duì)組分復(fù)雜的廢物,如瀝青渣、有機(jī)蒸餾殘?jiān)?、漆渣、焦油渣、廢溶劑、廢橡膠、鹵代芳烴、高聚物,特別是含PCB的廢物等都很適用。美國(guó)大多數(shù)危險(xiǎn)廢物處置廠采用這種爐型。該爐型操作穩(wěn)定、焚燒安全,但管理復(fù)雜、維修費(fèi)用高。一般耐火襯里每2a更換1次。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐通常稍微傾斜放置,并配以后置燃燒器,如圖所示。一般長(zhǎng)徑比2~10,轉(zhuǎn)速1~5r/m in,安裝傾角1~3°,操作溫度上限為1650℃?;剞D(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動(dòng)將廢物與燃?xì)饣旌希?jīng)過(guò)預(yù)燃和揮發(fā)將廢液轉(zhuǎn)化為氣態(tài)和殘灰,轉(zhuǎn)化后氣體通過(guò)后置燃燒器的高溫區(qū)(1100~1370℃)進(jìn)行完全燃燒。氣體在后置燃燒器中平均停留時(shí)間為1.0~3.0s,空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2~2.0。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐平均熱容量約為63×10 6 kJ/h。爐中焚燒溫度(650~1260℃)的高低取決于兩方面,一方面取決于廢液的性質(zhì),對(duì)含鹵代有機(jī)物的廢液,焚燒溫度應(yīng)在850℃以上,對(duì)含氰化物的廢液,焚燒溫度應(yīng)高于900℃;另一方面取決于采用哪種除渣方式(濕式還是干式)。焚燒溫度由輔助燃料燃燒器控制。
在回轉(zhuǎn)窯爐膛內(nèi)不能有效地去除焚燒產(chǎn)生的有害氣體,如二口 惡英、呋喃和PCB等。為了保證煙氣中有害物質(zhì)的完全燃燒,通常設(shè)有燃燼室,當(dāng)煙氣在燃燼室中停留時(shí)間大于2s、溫度高于1100℃時(shí),上述物質(zhì)均能很好地消除。燃燼室出來(lái)的煙氣到余熱鍋爐回收熱量,用以產(chǎn)生蒸汽或發(fā)電。
國(guó)內(nèi)也有不少科研究院所和企業(yè)致力于廢液焚燒技術(shù)的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,主要集中在石化、制藥、食品和農(nóng)藥等行業(yè)。
這些焚燒爐的爐型主要是噴射爐和流化床兩類(lèi),容量較小,大多用油或煤助燃。許多焚燒爐都配有余熱鍋爐,焚燒高鹽廢液時(shí),受熱面積灰結(jié)渣嚴(yán)重,影響焚燒爐正常運(yùn)行。噴射爐多用油助燃,廢液處理成本基本上在150~200元/t;流化床焚燒爐和爐排爐多用煤作輔助燃料,廢液處理成本約50元/t。 流化床焚燒爐的運(yùn)行成本比較低,但初期投資比噴射爐大。如果采用廢油等作為輔助燃料則運(yùn)行成本會(huì)大大下降,達(dá)到以廢治廢的目的。
焚燒爐容量過(guò)小,則爐內(nèi)煙氣停留時(shí)間和湍流混合強(qiáng)度等運(yùn)行參數(shù)都普遍低于大型焚燒爐,生成有害不完全燃燒產(chǎn)物的可能性增大。國(guó)內(nèi)中小型企業(yè)很多,從政策的層面上看,大型企業(yè)可自行投建焚燒爐,小型企業(yè)的危險(xiǎn)廢液處置更適合通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì)、政府或企業(yè)建立集中處置廢液的商業(yè)化焚燒爐,即廢液量在一定規(guī)模以上,才建設(shè)自備焚燒爐,廢液量少的企業(yè)則委托商業(yè)化運(yùn)行的焚燒廠處置。
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泰國(guó) N.K 垃圾發(fā)電項(xiàng)目部 SLC250-4.0/450 垃圾焚燒爐 1 泰國(guó) Nong Khaem市政 固體廢物焚燒發(fā)電項(xiàng)目 (2×250d/t焚燒線9.8MW機(jī)組) ( 初 稿 ) 單體調(diào)試方案 中國(guó)水電十四局機(jī)電安裝分公司 泰國(guó) N.K 垃圾發(fā)電項(xiàng)目部 SLC250-4.0/450 垃圾焚燒爐 2 目錄 一、編制依據(jù)及引用的標(biāo)準(zhǔn) ---------------------------------3 二、工程概況及試運(yùn)范圍 -----------------------------------3 三、試運(yùn)范圍 ---------------------------------------------5 四、試運(yùn)作業(yè)人員配備及職責(zé)要求: -------------------------5 五、試運(yùn)所需機(jī)械裝備及工器具量具、安全防護(hù)用品配備 -------5 六、試運(yùn)條
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江陰市生活垃圾焚燒發(fā)電三期項(xiàng)目安裝工程 焚燒爐安裝方案 河南省安裝集團(tuán)有限責(zé)任公司 焚燒爐安裝方案 編制: 審核: 批準(zhǔn): 河南省安裝集團(tuán)有限責(zé)任公司 江陰三期安裝工程項(xiàng)目部 2017年 7月 14日 江陰市生活垃圾焚燒發(fā)電三期項(xiàng)目安裝工程 焚燒爐安裝方案 河南省安裝集團(tuán)有限責(zé)任公司 目 錄 一、工程概況 . ..................................................... 1 二、編制依據(jù) . ..................................................... 1 三、施工程序 . ..................................................... 2 3.1 設(shè)備具體情況 ...............................................
液體噴射焚燒爐用于處理可以用泵輸送的液體廢棄物,主要分為臥式和立式。
其結(jié)構(gòu)通常為內(nèi)襯耐火材料的圓筒(水平或垂直放置),配有一個(gè)或多個(gè)燃燒器。
廢液通過(guò)噴嘴霧化為細(xì)小液滴,在高溫火焰區(qū)域內(nèi)以懸浮態(tài)燃燒。可以采用旋流或直流燃燒器,以便廢液霧滴與助燃空氣良好混合,延長(zhǎng)停留時(shí)間,使廢液在高溫區(qū)內(nèi)充分燃燒。廢液霧滴在燃燒室停留時(shí)間一般為0.3~2.0s,最高溫度可達(dá)1650℃。良好的霧化是達(dá)到有害物質(zhì)高破壞(燃燒)率的關(guān)鍵。常用的霧化技術(shù)有低壓空氣、蒸氣和機(jī)械霧化。一般高黏度廢液應(yīng)采用蒸氣霧化噴嘴,低黏度廢液可采用機(jī)械霧化或空氣霧化噴嘴。
目前常用的噴嘴有轉(zhuǎn)杯式機(jī)械霧化噴嘴、加壓機(jī)械物化片式噴嘴、旋流式廢液噴嘴、碟形旋流式廢液噴嘴、蒸氣霧化噴嘴、空氣霧化噴嘴及組合噴嘴等。
液體噴射型焚燒爐的特點(diǎn)是技術(shù)成熟,對(duì)廢液預(yù)處理要求低,采取措施后,二次公害可有效控制,單位床面積效率不高。目前國(guó)外采用較多,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成規(guī)?;瘧?yīng)用,這種爐體主要用于焚燒液體。
圖a是采用霧化燃燒對(duì)危險(xiǎn)廢物進(jìn)行焚燒處理的臥式二次焚燒爐。在霧化過(guò)程中可以預(yù)混部分燃料(如重油)進(jìn)行焚燒處理。圖b是立式液體廢物二次焚燒式焚燒爐,液體危險(xiǎn)廢物在下部經(jīng)過(guò)霧化和預(yù)混燃料后與空氣混合進(jìn)行焚燒,然后再進(jìn)入二次焚燒室進(jìn)行二次焚燒。在二次焚燒過(guò)程中,一般需加入輔助燃料進(jìn)行焚燒。圖c是液體不可燃危險(xiǎn)廢物的立式焚燒爐,在下部將不可燃液體進(jìn)行霧化以后進(jìn)入燃燒室與燃料燃燒火焰混合,不可燃液體的霧化器氣流可以布置成為流動(dòng)助燃型分布,推動(dòng)燃燒流動(dòng)過(guò)程的旋流的進(jìn)行。圖d為不可燃液體廢物自身霧化或乳化燃燒,然后進(jìn)行強(qiáng)化焚燒處理的立式焚燒爐。
催化焚燒爐除在燃燒室內(nèi)裝有催化劑之外,其他均與對(duì)流換熱焚燒爐相同。對(duì)流換熱式焚燒爐系國(guó)內(nèi)的行業(yè)稱謂,國(guó)外稱同流換熱式焚燒爐,其廢熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得其在操作下限(LEL)范圍內(nèi)使用較經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)較蓄熱式焚燒爐簡(jiǎn)單,裝置較小和輕便,可裝在滑輪上制成輕便移動(dòng)式。該焚燒爐熱回收系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)是將管式或板式換熱器安裝在燃燒室的廢氣排氣一端,當(dāng)廢氣中含顆粒物較少時(shí),通常采用板式換熱器,其熱回收效率可達(dá)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(shí)際回收熱能與可回收最大熱能之比,熱回收效率=(T預(yù)熱溫度-T進(jìn)口溫度)/(T燃燒溫度-T進(jìn)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(jī)化合物)濃度波動(dòng)不大的廢氣。當(dāng)廢氣中VOCS濃度不高,VOCS濃度波動(dòng)大時(shí),只能靠投加輔助燃料維持燃燒過(guò)程。而投加輔助燃料使焚燒爐內(nèi)高溫區(qū)溫度會(huì)達(dá)到或超過(guò)1537.8℃,導(dǎo)致NOx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(huì)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(yùn)行,要求VOCS在爐內(nèi)有較好的湍動(dòng)設(shè)計(jì)和有較長(zhǎng)的停留時(shí)間。當(dāng)廢氣中含有氯化物時(shí),會(huì)存在Cl2生成HCl導(dǎo)致腐蝕發(fā)生,設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必選用耐腐蝕材料,雖投資費(fèi)用增加,但很有必要 。