城市污泥流化床焚燒試驗研究

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1引言

城市污泥是城市生活污水和工業(yè)污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。處理城市污泥的方法很多，但焚燒法已被越來越多發(fā)達(dá)國家所重視、使用，其優(yōu)點在于：城市污泥經(jīng)焚燒后減量化十分明顯，減容量大于90%，可節(jié)約大量的填埋用地；污泥燒余中有害成分的含量極低，灰渣可綜合利用，若對燒余進(jìn)行填埋處理也不影響填埋場周圍的環(huán)境；可以回收污泥焚燒產(chǎn)生的熱量，使資源得到充分利用。因此，研究城市污泥焚燒諸影響因素就顯得非常重要，本文研究了城市污泥在不同二次風(fēng)率、不同水分、不同流化速度及空氣系數(shù)時的燃燒。

2試驗裝置、測量系統(tǒng)和試驗方法

2.1試驗裝置

污泥焚燒爐是城市污泥焚燒處理系統(tǒng)的核心設(shè)備，按結(jié)構(gòu)特性可分為立式多層爐、回轉(zhuǎn)窯爐、多膛爐、流化床爐和噴射式爐。流化床焚燒爐內(nèi)沒有運動部件，它具有強烈的湍流，均勻的溫度分布，能在相對較低的溫度和較少的過剩空氣下高效率燃燒，獲得較高的有害物質(zhì)去除率。

整個試驗裝置由燃燒本體部分、啟動燃燒室、風(fēng)機部分、加料系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器等部分組成。

燃燒本體分風(fēng)室、沸騰段、過渡段和懸浮段4部分，總高度5.03m；沸騰段高1.16m，內(nèi)截面積230mm×230mm；過渡段高0.20m；懸浮段分為2級，總高度為3m，內(nèi)截面積460mm×395mm。風(fēng)機部分由引風(fēng)機和空氣壓縮機組成，由壓縮機送過來的一次風(fēng)經(jīng)預(yù)熱后被送往風(fēng)室，二次風(fēng)是由風(fēng)室下部引出，分為2個支路在懸浮段部分被送入爐膛。為了提高沸騰段的熱負(fù)荷，減少污泥在沸騰段的水分蒸發(fā)量，將加料器安裝在爐體頂部。城市污泥在下落過程中，在懸浮段會蒸發(fā)掉部分水分，從而減少在沸騰段蒸發(fā)的水分，以提高床層的溫度。城市污泥屬于纖維狀含有高水分的物料，容易受壓，由于試驗臺上常用的螺旋加料器螺距和孔徑較小，且輸送部分較長，污泥極易受到擠壓而使加料器堵塞。為此，對加料器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了專門的研究改進(jìn)，從加料器加料口到污泥進(jìn)爐膛之間這一部分距離很短，空間較大，且加料器轉(zhuǎn)軸上只安裝4片葉片，并保證2葉片與加料器外殼之間組成的空間能大一點，以徹底解決污泥受到擠壓和堵塞。

流化床的啟動是用啟動燃燒室來完成的。用輕柴油點燃啟動燃燒室產(chǎn)生高溫燃?xì)鈦砑訜岽擦鲜⑸埃笤儆命c火煤預(yù)熱流化床到一定溫度后，即可投入城市污泥進(jìn)行燃燒。

2.2測量系統(tǒng)

試驗的測量參數(shù)主要包括溫度、壓力、風(fēng)量、煙氣成分和飛灰含碳量，溫度的測量主要是利用分布在試驗臺上原有8個測點，它們主要在沸騰段、懸浮段上；風(fēng)量的測量除了用原來的玻璃轉(zhuǎn)子流量計測量總風(fēng)量之外，還用微壓計和U型管等來測量二次風(fēng)量。