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固體廢物綜合處理及污染控制技術
 我公司擁有的熱解氣控焚燒爐技術以其先進的燃燒機理和技術特點以及較低的投資與運行成本等方面的優勢,正在得到大量生活垃圾日處理量在100t-300t/d的中小城鎮環衛建設中推廣應用。尤其是經過了十幾年工程實踐的不斷優化改進,這種技術已經日臻成熟且已更新換代,運行穩定優勢顯著。
指導熱解氣控焚燒爐技術運行的焚燒工藝特點是針對垃圾的品質特征和對應設備的技術特點而組織起來的高溫快速熱解焚燒和超高溫直接明火焚燒兩種工藝。不同品質的生活垃圾需要配置不同適用性能的焚燒工藝,有效的燃燒組織和合理的優化控制是取得好的運行效果的關鍵。該焚燒工藝建立起來的焚燒爐整體燃燒工況能夠滿足國家標準規定的“3T”要素和焚燒穩定、高效、低污染排放的最基本要求,并且兩種針對垃圾品質和低位熱值季節性波動而設置的焚燒工藝(自控轉換)也有很好的市場適應性。
1. 燃燒機理
傳統的垃圾直接明火焚燒是在助燃空氣充足的條件下加熱有機可燃物,強制可燃物質充分氧化燃燒。為滿足充分燃燒的需要,其過量空氣系數一般按1.6~2.2設置。而熱解氣控焚燒爐技術的燃燒機理是垃圾先在一燃室供氧不足的條件下部分燃燒,利用其燃燒熱使其余垃圾的揮發成分被熱解氣化生成可燃氣體。制備出來的可燃氣體在二燃室富氧條件下充分燃燒,熱解后的含碳殘留物在一燃室繼續燃盡。這種技術通過自動控制兩個燃燒室的供風量和溫度來實現垃圾的熱解氣化和完全燃燒,其過量空氣系數一般按1.3~1.5設置。這種控制空氣氧化技術的特點,決定了其燃燒組織方法的獨特性。
熱解氣控焚燒爐設第一燃燒室和第二燃燒室,采用先熱解后燃燒的兩級燃燒方式,一燃室從上到下由給料系統、旋轉布料器、爐膛、旋轉爐排和出渣系統等部分組成。在正常運行時爐膛內部按燃料層降運動順序從上到下分為三個垃圾燃燒區帶;上層為干燥熱解帶,中層為高溫燃燒帶,下層為燃盡冷卻帶(見圖1 焚燒工藝示意圖)。


                                                                              圖  焚燒工藝示意圖
組織生活垃圾熱解氣控焚燒系統正常運行需要達到的幾項主要整體控制項目和目標是:
  1. 垃圾入爐前的質量控制目標:混合均勻,含水率降低10%以上。
  2. 二燃室溫度不低于850℃,煙氣停留時間≥2s。
  3. 一燃室爐膛溫度750±50℃,高溫燃燒帶溫度800±50℃。
  4. 保證預定的最大垃圾焚燒量。
  5. 爐渣熱灼減率不大于5%。
  6. 焚燒設備在安全的條件下經濟運行。
2.焚燒工藝的把握與控制
在生活垃圾焚燒處理過程中,溫度是顯著的影響因素。生活垃圾的燃燒溫度越高,燃燒速度越快,垃圾燃燒的越完全,有毒污染物分解的越徹底。高溫熱解氣控焚燒工藝要求一燃室高溫燃燒帶的溫度控制在800℃~850℃,目的是使垃圾可燃揮發分能夠最大量的快速析出,固定碳成分得到有效徹底燃盡。這個溫度范圍比一般采用的不高于700℃的低溫熱解工藝溫度提高了100℃~150℃。其理由在于;
  1. 在垃圾焚燒過程中大多數有機物在該溫度下可達到良好的分解和無害化破壞,有利于消解二惡英類等有害成分。
  2. 這個溫度能夠維持一燃室上部的爐膛溫度和干燥熱解帶溫度保持在750℃~800℃的相對高溫熱解氣化環境,有利于熱分解速率加快、氣體產率增加,保證垃圾高溫熱解氣化反應的穩定進行。而這一過程的穩定運行又為在二燃室進行的煙氣二次燃燒提供了最基本的物質條件和溫度保障。
  3. 該溫度范圍的燃燒反應較快,有利于生活垃圾的充分穩定燃燒。同時在該溫度區域灰不會熔化,燃燒空氣中的氮也不會大量轉化成NOX。
    一燃室溫度的調節控制主要是通過助燃空氣的合理分布、調整送風量和爐排轉速及調整給料量來實現的。一燃室的助燃空氣由一次風和二次風組成。一次風(底風)為環境溫度,逆垃圾層降方向從下向上運動,在通過燃盡冷卻帶時被高溫殘渣加熱后到達高溫燃燒帶參與燃燒。二次風(腰風)的溫度為260℃,二次風由環繞爐膛腰部的高溫燃燒帶位置分4層均勻布置的16個送風孔水平射入爐內燃料層參與燃燒,各層風量調節通過風門開度自動控制。一次風與二次風在高溫燃燒帶共同組成了一個縱橫交叉的高溫助燃空氣網。這種立體的且相互切割的助燃空氣流結合旋轉爐排對垃圾翻動功能的共同作用,使助燃空氣與垃圾物料的揮發分、固定碳充分混合接觸,為垃圾提供了很好的雙面著火條件,使燃燒溫度分布均勻,局部過熱結焦現象減少,克服了通常垃圾焚燒過程中經常出現的因氧傳遞障礙造成的焚燒短路和“燒不透”問題。優越的傳熱傳質條件維持垃圾在800℃~850℃溫度域穩定燃燒。
超高溫明火直接焚燒則是入爐垃圾的低位熱值在6000kJ/kg以上時由自控軟件系統經過對一、二燃室溫度值的對比和CO量值,通過調節整個系統的梯度送引風量和旋轉爐排的速度來實現。以一燃室900℃-1000℃超高溫燃燒帶動二燃室溫度保持穩定并保證煙氣流挾帶的顆粒碳素燃盡。
1、這種爐型設備和技術具有入爐垃圾不用分揀破碎預處理、不需要輔助燃料助燃、煙氣污染控制較容易和啟爐停爐較方便等諸多優點
2、通過優化二次風配置提高燃燒帶溫度和合理控制干燥熱解帶料層厚度,是高溫快速熱解氣控焚燒工藝能夠實現快速熱解與充分燃燒的要點。有經驗的操盤員的準確判斷、綜合分析和恰當的操控是維持良好運行狀態的關鍵。
3、余熱鍋爐回收的熱量可本廠循環利用、供暖或出售蒸汽,單機系統小時供汽量6-8噸。
4、下游煙氣凈化處理采用經濟實用的Ca(OH)2反應+活性炭吸附+袋式除塵的干法凈化工藝。
 
 
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