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机械炉排式焚烧炉床面垃圾层厚计算及运行分析

北极星环保网来源:科学技术创新 胡洪铭2019/9/27 9:57:22我要投稿

北极星环保网讯:床面垃圾层厚是影响生活垃圾焚烧炉焚烧状态的一个重要参数,床面垃圾层厚通过影响焚烧炉的配燃空气量和搅拌着火容易度,进而直接影响到生活垃圾烧透程度、床面停留时间与烟气污染程度。

本文分析了生活垃圾样本焚烧所需的理论燃烧空气量,并测得配燃空气穿过生活垃圾层时引起的渗透压降,利用达西公式计算床面垃圾层厚,并通过实际应用中的焚烧炉数据进行对比验证。结果表明:达西公式可用于计算生活垃圾焚烧炉床面垃圾层厚。

随着我国城市化程度的日益提高,居民物资消耗增加,由此产生的生活垃圾也日益增加。现阶段我国人均产出生活垃圾已经达到约每年400kg的水平,且逐年以8%~10%的增长率增加。直至2017年,我国生活垃圾储存量将近60亿吨,共侵占土地5亿平方米。

生活垃圾焚烧处理作为最有效的减容方式,逐渐成为生活垃圾处理的最主要选择。国内已建、在建及将建生活垃圾焚烧厂使用的炉排主要有机械炉排、流化床以及其他炉排,而在日处理生活吨量方面,机械炉排:流化床:其他炉排的比例为14.92:3.25:1,可见机械炉排是未来生活垃圾焚烧处理的发展方向。

机械炉排一般具有单炉处理量大,无需预处理等优点。影响机械炉排垃圾焚烧的因素有生活垃圾的性质、停留时间、焚烧温度、配燃空气湍流度以及过量空气系数。生活垃圾配燃空气的供给量影响生活垃圾在焚烧炉床面的停留时间、烟气在炉膛的停留时间、生活垃圾的燃烧温度与配燃空气湍流度、生活垃圾烧透与否。

而垃圾层厚是影响配燃空气供给的最关键因素,其表现为配燃空气穿透垃圾层时产生压降。而压降与生活垃圾层的固有渗透率、穿透空气量、空气的物理特性以及垃圾层厚有关。

生活垃圾堆体是一种孔隙结构材料,由于覆载荷与生物降解作用,垃圾堆体发生骨架变形时孔隙率变化会导致生活垃圾的固有渗透率产生变化。时间越长,生物降解作用越显著。新鲜生活垃圾的生物降解作用较弱,多孔介质特性相对趋于稳定。

本文以YQZXH600型焚烧炉为例,利用测得配燃空气穿透垃圾层时产生的压降与新鲜生活垃圾的典型固有渗透率计算某一时段生活垃圾焚烧炉床面垃圾层厚,为焚烧炉的运行提供定量分析。

1研究方法

本文分析了国内特定地区的生活垃圾组分,通过计算得到生活垃圾可燃组分完全燃烧的理论需氧量和配燃空气量。在此基础上分析了加热膨胀后配燃空气穿透生活垃圾层时的流速,生活垃圾层的空气渗透率。并利用测得的配燃空气穿透生活垃圾层时产生的压降计算生活垃圾层厚。设计同等条件的生活垃圾摊铺试验进行实际厚度与计算厚度对比研究。

2生活垃圾样本

本文计算的生活垃圾样本来自安徽某生活垃圾焚烧厂,原生垃圾成分为厨余46.83%,渣土17.8%,塑料15.71%,纸张11.56%,竹木5.22%,织物3.15%。原生垃圾的含水率为46.21%,经过一个星期的发酵(也叫生化降解)处理后,含水率降至30%左右。发酵处理后的生活垃圾由抓斗抛洒入生活垃圾焚烧炉进行摊铺焚烧。

3配燃空气量

该生活垃圾样本的组分元素以及水分、灰分分析:

表1生活垃圾样本元素含量及含水、灰分、可燃分百分比

QQ截图20190926171319.jpg

可燃组分其反应过程及耗氧量

QQ截图20190926171357.jpg

该生活垃圾焚烧厂设计焚烧量是600000kg/天,即是25000kg/小时。则每小时焚烧该生活垃圾样本所需理论配燃空气量。

QQ截图20190926171537.jpg

焚烧25000kg的该生活垃圾样本理论需氧量

QQ截图20190926171613.jpg

延伸阅读:

新型炉排型生活垃圾焚烧炉的设备及应用

垃圾焚烧锅炉运行技术经验总结

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