焚燒影響因素

1、廢物焚燒的四大控制參數(shù)焚燒溫度、攪拌溫合程度、氣體停留時(shí)間(一般稱為3T)及過剩空氣率合稱為焚燒四大控制參數(shù)。 (一)焚燒溫度廢物的焚燒溫度是指廢物中有害組分在高溫下氧化分解直至破壞所須達(dá)到的溫度。它比廢物的著火溫度高得多。一般說提高焚燒溫度有利于廢物中有機(jī)毒物的分解和破壞，并可抑制黑煙的產(chǎn)生。但過高的焚燒溫度不僅增加了燃料消耗量，而且會(huì)增加廢物中金屬的揮發(fā)量及氧化氮數(shù)量，引起二次污染。因此不宜隨意確定較高的焚燒溫度。合適的焚燒溫度是在一定的停留時(shí)間下由實(shí)驗(yàn)確定的。大多數(shù)有機(jī)物的焚燒溫度范圍在801100之間，通常在800900左右。通過生產(chǎn)實(shí)踐，提供以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)可供參考。(1) 對于

2、廢氣的脫臭處理，采用800950的焚燒溫度可取得良好的效果。(2) 當(dāng)廢物粒子在0.010.51 微米之間，并且供氧濃度與停留時(shí)間適當(dāng)時(shí)，焚燒溫度在9001000即可避免產(chǎn)生黑煙。(3) 含氯化物的廢物焚燒，溫度在800850以上時(shí)，氧氣可以轉(zhuǎn)化成氯化氫，回收利用或以水洗滌除去；低于800會(huì)形成氯氣，難以除去。(4) 含有堿土金屬的廢物焚燒，一般控制在750800以下。因?yàn)閴A土金屬及其鹽類一般為低熔點(diǎn)化合物。當(dāng)廢物中灰分較少不能形成高熔點(diǎn)爐渣時(shí)，這些熔融物容易與焚燒爐的耐火材料和金屬零部件發(fā)生腐蝕而損壞爐襯和設(shè)備。(5) 焚燒含氰化物的廢物時(shí)，若溫度達(dá)850900，氰化物幾乎全部分解。(6)

3、焚燒可能產(chǎn)生氧化氮(NOx)的廢物時(shí)，溫度控制在1500 以下，過高的溫度會(huì)使NOx急驟產(chǎn)生。(7) 高溫焚燒是防治PCDD與PCDF的最好方法，估計(jì)在925 以上這些毒性有機(jī)物即開始被破壞，足夠的空氣與廢氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間可以再降低破壞溫度。(二)停留時(shí)間廢物中有害組分在焚燒爐內(nèi)處于焚燒條件下，該組分發(fā)生氧化、燃燒，使有害物質(zhì)變成無害物質(zhì)所需的時(shí)間稱之為焚燒停留時(shí)間。停留時(shí)間的長短直接影響焚燒的完善程度，停留時(shí)間也是決定爐體容積尺寸的重要依據(jù)。廢物在爐內(nèi)焚燒所需停留時(shí)間是由許多因素決定的，如廢物進(jìn)入爐內(nèi)的形態(tài)(固體廢物顆粒大小，液體霧化后液滴的大小以及粘度等)對焚燒所需停留時(shí)間影響甚大。當(dāng)

4、廢物的顆粒粒徑較小時(shí)，與空氣接觸表而積大，則氧化、燃燒條件就好，停留時(shí)間就可短些。因此，盡可能做生產(chǎn)性模擬試驗(yàn)來獲得數(shù)據(jù)。對缺少試驗(yàn)手段或難以確定廢物焚燒所需時(shí)間的情況，可參閱以下幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(1) 對于垃圾焚燒，如溫度維持在8501000之間，有良好攪拌與混合，使垃圾的水氣易于蒸發(fā)，燃燒氣體在燃燒室的停留時(shí)間約為12s。(2) 對于一般有機(jī)廢液，在較好的霧化條件及正常的焚燒溫度條件下，焚燒所需的停留時(shí)間在0.32s左右，而較多的實(shí)際操作表明停留時(shí)間大約為0.61s；含氰化合物的廢液較難焚燒，一般需較長時(shí)間，約3s左右。(3) 對于廢氣，為了除去惡臭的焚燒溫度并不高，其所需的停留時(shí)間不需太長

5、，一般在1s以下。例如在油脂精制工程中產(chǎn)生的惡臭氣體，在650 焚燒溫度下只需0.3s的停留時(shí)間，即可達(dá)到除臭效果。(三)混合強(qiáng)度要使廢物燃燒完全，減少污染物形成，必須要使廢物與助燃空氣充分接觸、燃燒氣體與助燃空氣充分混合。為增大固體與助燃空氣的接觸和混合程度，擾動(dòng)方式是關(guān)鍵所在。焚燒爐所采用的擾動(dòng)方式有空氣流擾動(dòng)、機(jī)械爐排擾動(dòng)、流態(tài)化擾動(dòng)及旋轉(zhuǎn)擾動(dòng)等，其中以流態(tài)化擾動(dòng)方式效果最好。中小型焚燒爐多數(shù)屬固定爐床式，擾動(dòng)多由空氣流動(dòng)產(chǎn)生，包括：(1) 爐床下送風(fēng) 助燃空氣自爐床下送風(fēng)，由廢物層孔隙中竄出，這種擾動(dòng)方式易將不可燃的底灰或未燃碳顆粒隨氣流帶出，形成顆粒物污染，廢物與空氣接觸機(jī)會(huì)大，廢物

6、燃燒較完全，焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p量較?。?2) 爐床上送風(fēng) 助燃空氣由爐床上方送風(fēng)，廢物進(jìn)入爐內(nèi)時(shí)從表面開始燃燒，優(yōu)點(diǎn)是形成的粒狀物較少，缺點(diǎn)是焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p量較高。二次燃燒室內(nèi)氧氣與可燃性有機(jī)蒸氣的混合程度取決于二次助燃空氣與燃燒氣體的相互流動(dòng)方式和氣體的湍流程度。湍流程度可由氣體的雷諾數(shù)決定，雷諾數(shù)低于10000 時(shí)，湍流與層流同時(shí)存在，混合程度僅靠氣體的擴(kuò)散達(dá)成，效果不佳。雷諾數(shù)越高，湍流程度越高，混合越理想。一般來說，二次燃燒室氣體速度在37m/s即可滿足要求。如果氣體流速過大，混合度雖大.但氣體在二次燃燒室的停留時(shí)間會(huì)降低，反應(yīng)反而不易完全。(四)過?？諝庠趯?shí)際的燃燒系統(tǒng)中，氧氣與可燃物質(zhì)

7、無法完全達(dá)到理想程度的混合及反應(yīng)。為使燃燒完全，僅供給理論空氣量很難使其完全燃燒，需要加上比理論空氣量更多的助燃空氣量，以使廢物與空氣能完全混合燃燒。其相關(guān)參數(shù)可定義如下。1. 過剩空氣系數(shù)過?？諝庀禂?shù)(m)用于表示實(shí)際空氣與理論空氣的比值，定義為：mA0 式中，A0為理論空氣量；A為實(shí)際供應(yīng)空氣量。2. 過剩空氣率過?？諝饴视上率角蟪觯哼^剩空氣率=（）×100%廢氣中含氧量是間接反應(yīng)過?？諝舛嗌俚闹笜?biāo)。由于過剩氧氣可由煙囪排氣測出，工程上可以根據(jù)過剩氧氣量估計(jì)燃燒系統(tǒng)中的過剩空氣系數(shù)。廢氣中含氧量通常以氧氣在干燥排氣中的體積百分比表示，假設(shè)空氣中氧含量為21%，則過剩空氣

8、比可粗略表示為：過?？諝獗?21/（21-過剩氧百分比）燃燒或焚燒排氣的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是以50過?？諝鉃榛鶞?zhǔn)，由于過?？諝鉄o法直接測量，因此以7過剩氧氣為基準(zhǔn)，再根據(jù)實(shí)際過剩氧氣量加以調(diào)整。廢物焚燒所需空氣量，是由廢物燃燒所需的理論空氣量和為了供氧充分而加入的過剩空氣量兩部分所組成的?？諝饬抗?yīng)是否足夠，將直接影響焚燒的完善程度。過?？諝饴蔬^低會(huì)使燃燒不完全，甚至冒黑煙，有害物質(zhì)焚燒不徹底；但過高時(shí)則會(huì)使燃燒溫度降低，影響燃燒效率，造成燃燒系統(tǒng)的排氣量和熱損失增加。因此控制適當(dāng)?shù)倪^?？諝饬渴呛鼙匾?。理論空氣量可根據(jù)廢物組分的氧化反應(yīng)方程式計(jì)算求得，過?？諝饬縿t可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)選取適當(dāng)?shù)倪^?？?/p>

9、氣系數(shù)后求出。如果廢物內(nèi)所含的有機(jī)組分復(fù)雜，難以對各組分一一進(jìn)行理論計(jì)算，則須通過試驗(yàn)予以確定。工業(yè)鍋爐和窯爐與焚燒爐所要求的過?？諝庀禂?shù)有較大不同。前者首要考慮燃料使用效率，過?？諝庀禂?shù)盡量維持在1.5以下；焚燒的首要目的則是完全摧毀廢物中的可燃物質(zhì)，過剩空氣系數(shù)一般大于1.5 。下表列出一般窯爐及焚燒爐的過剩空氣系數(shù)。表 一般工業(yè)爐及焚燒爐的過?？諝庀禂?shù)%燃燒系統(tǒng)過剩空氣系數(shù)燃燒系統(tǒng)過?？諝庀禂?shù)小型鍋爐及工業(yè)爐(天然氣)1.2大型工業(yè)窯爐(燃油)1.31.5小型鍋爐及工業(yè)爐(燃料油)1.3廢氣焚燒爐1.31.5大型工業(yè)鍋爐(天然氣)1.051.10液體焚燒爐1.41.7大型工業(yè)鍋爐(燃料油

10、)1.051.15流動(dòng)床焚燒爐1.311.5大型工業(yè)鍋爐(燃煤)1.21.4固體焚燒爐(旋窯、多層爐)1.82.5流動(dòng)床鍋爐(燃煤)1.21.3   根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取過?？諝饬繒r(shí)，應(yīng)視所焚燒廢物種類選取不同數(shù)據(jù)。焚燒廢液，廢氣時(shí)過剩空氣量一般取20%30%的理論空氣量；但焚燒固體廢物時(shí)則要取較高的數(shù)值，通常占理論需氧量的50%90%，過?？諝庀禂?shù)為1.51.9，有時(shí)甚至要在2以上，才能達(dá)到較完全的焚燒。(五燃燒四個(gè)控制參數(shù)的互動(dòng)關(guān)系在焚燒系統(tǒng)中，焚燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時(shí)間和過?？諝饴适撬膫€(gè)重要的設(shè)計(jì)及操作參數(shù)。過?？諝饴视蛇M(jìn)料速率及助燃空氣供應(yīng)速率即可決定。

11、氣體停留時(shí)間由燃燒室?guī)缀涡螤睢⒐?yīng)助燃空氣速率及廢氣產(chǎn)率決定。而助燃空氣供應(yīng)量亦將直接影響到燃燒室中的溫度和流場混合(紊流)程度，燃燒溫度則影響垃圾焚燒的效率。這四個(gè)焚燒控制參數(shù)相互影響，其互動(dòng)關(guān)系如下表所示。焚燒四個(gè)控制參數(shù)的互動(dòng)關(guān)系參數(shù)變化垃圾攪拌混合程度氣體停留時(shí)間燃燒室溫度燃燒室負(fù)荷燃燒溫度上升可減少可減少會(huì)增加過剩空氣率增加會(huì)增加會(huì)減少會(huì)降低會(huì)增加氣體停留時(shí)間增加可減少會(huì)降低會(huì)降低 焚燒溫度和廢物在爐內(nèi)的停留時(shí)間有密切關(guān)系。若停留時(shí)間短，則要求較高的焚燒溫度；停留時(shí)間長，則可采用略低的焚燒濕度。因此，設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用提高焚燒溫度的辦法來縮短停留時(shí)間，而應(yīng)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度確定焚燒溫