约翰节能,与您一同共享锅炉动态

循环流化床焚烧炉,污泥焚烧原理及焚烧过程

返回列表 来源: 发布日期: 2020.10.10

一、污泥焚烧原理解析

污泥焚烧是在一定温度、气相充分有氧的条件下,使污泥中的有机质发生燃烧反应,并转化为CO2H2 ON2等相应的气相物质,包括蒸发、挥发、分解烧结、熔融和氧化还原反应,以及相应的传质和传热的综合物理变化和化学反应过程。

污泥焚烧是对污泥中存在的所有有机质的完全燃烧。污泥中的挥发性物质(糖、脂肪和蛋白质)的主要组成元素有碳( C) 、氧( O)( H ) 和氮( N)

焚烧产物

焚烧处理的产物是炉渣(灰)和烟气。

炉渣主要由污泥中不参与反应的无机矿物物质组成,同时也会含有一些未燃尽的残余有机物(可燃物),炉渣无腐败、发臭、含致病菌等产生卫生学危害的因素;污泥中在焚烧时不挥发的重金属是炉渣影响环境的主要来源。

污泥焚烧的另一部分固相产物是在燃烧过程中,被气流挟带存在出炉的烟气中的固体颗粒,即飞灰。

这些飞灰通过烟气除尘设备(如旋风分离器、静电除尘器或袋式过滤器)被分离。飞灰中的无机物,除了污泥中的矿物质外,还可能包括处理烟气的药剂(如干式、半干式除酸气净化工艺中使用的石灰粉、石灰乳等),其中的无机污染物以挥发性重金属HgCdZn 为主,这些挥发再沉积的重金属一般比炉渣中的重金属有更强的迁移性。

飞灰是浸出毒性超标的有毒废物,飞灰中的有机物多为耐热化学降解的毒害性物质,气相再合成产生的二恶英类高毒性物质也可吸附于飞灰之上,飞灰的安全处置是污泥焚烧环境安全性的重要组成环节

污泥焚烧的烟气,以对环境无害的N2O2CO2H2O等为主要组成,所含常规污染物为悬浮颗粒物( TSP ) NO2HClS02CO等。

烟气中的微量毒害性污染物包括重金属(HgCdZn及其化合物)和有机物(前述耐热降解有机物和二恶英等),焚烧烟气净化是污泥焚烧工艺的必要组成部分。

污泥焚烧还产生能量流,表现为高温烟气的湿热。烟气热回收系统也是污泥焚烧的组成部分。


二、污泥焚烧过程

从工程技术的观点看,可将污泥的焚烧分为三个阶段:干燥加热阶段、焚烧阶段和燃尽 阶段,即生成固体残渣的阶段。

污泥焚烧

1干燥加热阶段

从污泥送入焚烧炉起到污泥开始析出挥发分着火这一段,都认为是干燥加热阶段。随着污泥送入炉内,污泥温度逐步升高,其水分开始逐步蒸发,此时,物料温度基本稳定。不断加热,水分开始大量析出,污泥开始变得干燥。当水分基本析出完全后,温度开始迅速上升, 直到着火进入真正的燃烧阶段。在干燥加热阶段,污泥中的水分是以蒸汽形态析出的,因此  需要吸收大最的热量一水的汽化热。

污泥是有机物和无机物的混合物,含水率较高,因此,焚烧时的预热干燥任务很重要。 污泥的含水率愈大,干燥阶段也就愈长,从而使炉内温度降低。水分过高,炉温将大大降低, 着火燃烧就困难,此时需投入辅助燃料燃烧,以提高炉温,改善干燥着火条件。有时也可采 用干燥段与焚烧段分开设计的办法,一方面使干燥段的大量水蒸气不与燃烧的高温烟气混合,以维持燃烧段烟气和炉墙的高温水平,保证燃烧段有良好的燃烧条件;另一方面干燥吸  热是取自完全燃烧后产生的烟气,燃烧已经在高温下完成,再取其燃烧产物作为热源,就不  致影响燃烧段本身了。

 

2焚烧阶段

物料基本上完成了干燥过程后,如果炉内温度足够高,且又有足够的氧化剂,物料就会 顺利地进入真正的焚烧阶段。焚烧阶段包括强氧化反应、热解和原子基团碰撞三类同时发生的化学反应。

A强氧化反应

燃烧是包括产热和发光的快速氧 化过程。如果用空气作为氧化剂,则可燃元素碳 ( C )

( H) 、硫( S) 的燃烧反应分别为:

C +O2=CO2  

2H2 + O2=2H2O 

S+O2=SO2

在这些反应中,还包括若干中间反应,如:

2C +O2=2CO

2CO + O2=2C02

C + H2O= CO + H2

C +2H2O=C02 +2H2 CO+ H20= CO2+ H2

B热解

热解是在无氧或近乎无氧的条件下,利用热能破坏含碳高分子化合物元素间的化学键,使含碳化合物破坏或者进行化学重组。尽管焚烧时有50% - 150%的过剩空气量,可提供足够的氧气与炉中待焚烧的污泥有效地接触,但仍有部分污泥没有机会与氧接触。这部分污泥在高温条件下就要进行热解。

被热解后的组分常是简单的物质,如气态的COH2OCH4 , C则以固态形式出现。

在焚烧阶段,对于大分子的含碳化合物而言,其受热后,总是先进行热解,随即析出大量的气态可燃气体成分,诸如COCH4H2或者分子量较小的挥发分成分。挥发分析出的温度区间在 200 - 800屯范围内。

C原子基团碰撞

焚烧过程出现的火焰,实质上是在高温下,富有原子基团的气流的电子能量跃迁,以及分子的旋转和振动产生的扯子辐射,它包括红外线、可见光以及波长更短的紫外线的热辐射。火焰的形状取决千温度和气流组成。通常温度在1000度左右就能形成火焰。气流包括原子态的HOCl 等元素,双原子的 CHCNOHC2等,以及多原子的基团HCONH2CH3等极其复杂的原子基团气流。

污泥处理

3燃尽阶段

燃尽阶段的特点可归纳为:可燃物浓度减少,惰性物增加,氧化剂量相对较大,反应区温度降低。要改善燃尽阶段的工况,常采用翻动、拨火等办法来有效地减少物料外表面的灰尘,或控制稍多一点的过剩空气,增加物料在炉内的停留时间等。该过程与焚烧炉的几何尺寸等因素直接相关。

河北约翰节能设备科技有限公司主营产品:兰炭锅炉、循环流化床锅炉 、生物质锅炉、垃圾焚烧炉、锅炉超净排放改造等服务项目。约翰节能热情欢迎行业内人士前来观光指导。

咨询热线

0319-5650319