1MW循环流化床垃圾焚烧的试验研究
循环流化床工作原理及过程
循环流化床工作原理及过程嘿，咱今儿来唠唠循环流化床这玩意儿的工作原理和过程哈。
你就想啊，这循环流化床就像是一个特别能折腾的“大力士”。
它里面有燃料，就好比是大力士要吃的饭，给它提供能量。
然后呢，空气就像是大力士呼吸的氧气，呼呼地往里面吹。
燃料被送进这个神奇的“大力士”肚子里后，空气使劲一吹，燃料就像被施了魔法一样，在里面欢快地蹦跶起来啦！这蹦跶可不得了，就跟那热热闹闹的舞会似的。
燃料颗粒们你撞我我撞你，在流化床里上上下下，到处翻滚。
这还不算完呢！这些燃料颗粒啊，被空气这么一闹腾，就开始燃烧啦！燃烧产生的热量那可太重要了，能让好多事情变得可能。
就好像大力士充满了力量，能去干很多大事儿。
在这个过程中，还有个特别有趣的事儿。
那些燃烧后的灰渣啊，就跟调皮的小孩子一样，也不想老老实实地待着。
它们会被气流带着，一路向上冲。
但别担心，它们可跑不远，因为有专门的装置会把它们给捉回来，让它们继续在这个热闹的流化床里玩耍。
你说这循环流化床厉不厉害？它就这么不停地工作着，把燃料的能量给充分利用起来，为我们提供各种需要的东西。
而且啊，它就像是一个不知疲倦的小能手，一直兢兢业业地干活。
不管是白天还是黑夜，它都在那里努力工作着。
咱再想想，要是没有循环流化床，那得少多少便利呀！好多工厂可能都没法正常运转啦，我们的生活也会受到影响呢。
所以说呀，这循环流化床可真是个大宝贝！它虽然不声不响的，但却在默默地为我们的生活做出巨大的贡献呢。
总之呢，循环流化床就是这么神奇又重要的一个东西，咱可真得好好珍惜它、利用好它，让它为我们创造更多的美好呀！。
垃圾焚烧飞灰无害化处理技术的试验
通过优化焚烧工艺和参数，提高垃圾焚烧效率，减少飞灰生成量。例如，采用高温、高氧浓度等条件，促进垃圾 充分燃烧，降低飞灰产量。
飞灰再燃烧技术
将飞灰再次送入焚烧炉进行燃烧，进一步减少飞灰中的重金属含量和体积，实现飞灰减量。但此技术需谨慎操作 ，确保再燃烧过程不影响焚烧炉的稳定运行和排放达标。
强化政策引导
通过政策手段推动垃圾焚烧飞灰无害化处理技术的研发与应用，助 力绿色、循环、低碳的经济发展模式。
THANKS
感谢观看
成分复杂、危害大
垃圾焚烧飞灰中含有重金属、二 恶英等有毒有害物质，对环境和 人类健康构成严重威胁。
垃圾焚烧飞灰处理的重要性
环境保护
对垃圾焚烧飞灰进行有效处理，能够 减少重金属和二恶英等有毒有害物质 进入环境，保护生态环境。
资源利用
通过对垃圾焚烧飞灰的无害化处理， 可以回收其中的有用成分，提高资源 利用率。
生态修复利用
飞灰中的部分物质可作为土壤改良 剂，用于生态修复工程，改善土壤 环境质量。
飞灰减量化技术通过高温熔融处理，飞灰 体积可显著减小，同时实 现重金属的稳定化和资源 化利用。
化学稳定化技术
采用化学药剂对飞灰进行 稳定化处理，有效降低重 金属浸出浓度，同时减小 飞灰体积。
数据收集与分析方法
数据收集
收集处理前后的飞灰样品，采用XRF、XRD 等手段分析其化学成分和矿物相变化；同时 ，记录处理过程中的温度、时间、气氛等操 作参数。
分析方法
采用对比分析、回归分析等方法，对处理前 后的飞灰性质进行综合评价，确定最佳的处 理工艺参数，为实现垃圾焚烧飞灰的无害化 处理提供科学依据。
03
试验设计与方法
试验原料与设备
流化床垃圾焚烧炉介绍
Ｎｏ．３ Ｎｏ．３ 同上 请注意 1)横向流动速度极快 (Lateral flow) 2)中央部的砂没有被吹走。
荏原回旋流型流化床焚烧炉的特长 １．荏原回旋流型流化床焚烧炉的特长
回旋流式流化床的优点
Point １：产生稳定的回旋流 流化床式焚烧炉炉床设计时特别重要的是，从流动空气喷入口跟导流板的相关关系(左图①)、从炉床中央到不燃物 排出口的距离及倾斜角(左图②)。 这些设计都根据经本公司大量的交货业绩验证的对回旋流动及不燃物类的排出最适合的模数来决定。
焚烧残渣的热灼减量
哈尔滨市城市垃圾焚烧处理 和余热有效利用示范项目
蒸汽利用 发
消石灰
电
垃圾坑
流化床 焚烧炉
余热锅炉
废气处理
烟囱
炉底灰
飞灰处理
送 殻 夕
理量、蒸发量 1）处理量、蒸发量的运行状况
营业运行中的垃圾处理量、产生蒸汽量的运行实绩。 营业运行中的垃圾处理量、产生蒸汽量的运行实绩。 垃圾焚烧量 [ton]
项目（设施）技术概要： 项目（设施）技术概要： 垃圾处理量: 200吨 垃圾处理量: 200吨／天／1炉 公害防止标准： 公害防止标准： 中国国标(GWKB3-2000)达标 中国国标(GWKB3-2000)达标 (GWKB3 计划年运行天数: 320天 计划年运行天数: 320天 炉形式: 流动床焚烧炉TIF +余热锅炉 炉形式: 流动床焚烧炉TIF +余热锅炉 +省煤器 +减温塔 +布袋除尘器 余热利用发电量: 余热利用发电量: 3000kW/h 正式点火运行: 2002年 26日 正式点火运行: 2002年3月26日
回旋流型流化床焚烧炉的原理
回旋流的流动形态
Ｎｏ．１ Ｎｏ．１ 在炉中央插入隔板，观 察左（红）右（白）的 流动媒体的流动形态。
循环流化床锅炉燃烧特性
循环流化床锅炉燃烧特性循环流化床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区，上部的稀相区和分离器区。
锅炉炉膛布风板上布有几十公分厚的惰性材料。
是一个充满灼热的物料，是一个稳定贮存热量的火热源。
燃煤与分离器返回的未然尽的焦碳在该区域燃烧，炉膛再一次风的作用下形成了物料流化，一次风同时提供了燃烧所需求含氧量。
风量约占燃料燃烧所需的风量的60%左右，煤燃料挥发分的析出和燃烧大部分发生在密相区。
当增加负荷时，加大一次风与二次风的比值。
提高硫化速度，流化速度为5-8m/，把份额较大粒径较大的煤粒，输送炉膛上部稀相区在二次风提供氧量，输送物料进行燃烧并参加热量交换。
当锅炉负荷降低，压火时停止二次风以满足负荷变化的需求，此时的密相区处于还原性气氛。
炉膛二次风口以上的稀相区，燃煤燃烧的需氧量流经此处。
在稀相区的焦炭和一部分挥发份，以富氧状态燃烧。
约70%的中心区域向上运动。
同时在流体力学的作用下，同时沿截面贴近炉墙向下移动。
进沸腾炉旋转，物料循环延长了焦炭在炉膛内燃烧状态的停留时间。
有利于焦炭颗粒的燃尽。
在炉膛未然尽的焦炭颗粒在流化风的作用下夹带到分离器，焦炭颗粒在分离器的停留时间很短，而此处氧的含量低，焦炭在该区域燃烧份额很小，只有一氧化碳和一小部分挥发份在此燃烧。
循环流化床锅炉交谈的燃烧模式分为：细颗粒燃烧，焦炭碎片燃烧，粗颗粒焦炭燃烧。
细颗粒焦炭的粒径在30~100μm之间。
属于动力燃烧工况。
在燃用宽筛分煤粒时，夹带着一定数量的细颗粒。
粗颗粒在炉膛内燃烧经过一级破碎，一级破碎和碰撞磨损也产生细颗粒焦炭。
细颗粒焦炭的燃烧在流化风和二次风的作用下大部分处在炉膛内二次风口以上部位的稀相区和分离区燃烧，部分细颗粒在浮力定律的作用下随颗粒运动经分离器返回炉膛，也有少量细颗粒形成锅炉飞灰，是锅炉未燃尽损失的主要部分，因此循环流化床锅炉的热效率是于燃煤煤种有一定关系的。
在实际循环流化床锅炉的运行中，一般分离效率大于理论计算数据。
生活垃圾焚烧发电项目可研
生活垃圾焚烧发电项目可研XX市生活垃圾焚烧发电项目可行性研究报告XXXXX工程设计研究院二〇XX年XX月院长：总工程师：总设计师：审核人：校核人：编制人：参加编制人员焚烧工艺：电气：自控：建筑：结构：给排水：暖通：总图：技术经济：目录第一章申报单位及项目概况 (1)第二章战略规划、产业政策 (4)第三章项目选址及土地利用 (8)第四章资源开发及综合利用 (10)第五章征地拆迁及移民安置 (13)第六章环境和生态影响分析 (14)第七章经济影响分析 (15)第八章社会影响分析 (16)第九章技术方案 (17)1 概述 (17)2 项目背景 (22)3 城市生活垃圾处理方案分析 (28)4 垃圾焚烧工艺、设备方案的选择 (32)5 厂址条件 (37)6 总图运输 (42)7焚烧工艺 (46)8 烟气净化系统 (56)9 电气及电力接入系统 (73)10 自动控制 (80)11 辅助生产系统 (86)12 给排水 (94)13 采暖通风空调 (109)14 建筑、结构 (116)15 环境保护 (121)16 节约和合理应用能源 (131)17 消防 (133)18 劳动安全卫生 (137)19 企业组织及劳动定员 (142)20 工程项目实施条件和建设进度及工期 (143)21 焚烧发电工艺主要设备清册 (144)22 投资估算与资金筹措 (150)23 经济分析 (152)建、构筑物一览表区域位置图总平面布置图全厂工艺流程图物料平衡图±0.000m布置平面图7.000m/7.500m布置平面图13.200m布置平面图16.200m布置平面图23.000m布置平面图主工房布置剖面图原则性燃烧系统图原则性热力系统图垃圾预处理系统工艺流程图原则性运煤系统图运煤系统布置图烟气净化系统图原则性除灰渣系统图厂区水量平衡图除盐水制备系统图废水处理系统图电气主接线1、国家发展和改革委员会、财政部、国家税务总局发改环资[2006]1864号文件，关于印发《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》2、国家发展和改革委员会文件“发改办价格[2007]2172号”《国家发展及改革委办公厅关于调整XX、内蒙古电厂送京津唐电网上网电价的通知》3、XX市人民政府“同政办发[2006]120号”《XX市人民政府办公厅关于确立城市生活垃圾焚烧发电工程项目主体的批复》4、XX市人民政府“同政办发[2006]105号”《XX市人民政府办公厅关于成立XX市生活垃圾焚烧发电厂建设工程领导组的通知》5、XX市发展和改革委员会“同发改外资字[2007]第473号”《关于上报中外合资XXXX垃圾焚烧发电有限公司生活垃圾焚烧发电项目申请报告的报告》6、XX市发展和改革委员会“同发改便外资字[2007]006号”文件7、XX市南郊区发展计划局“南发计字[2007]82号”《关于XXXX垃圾焚烧发电有限公司垃圾焚烧发电项目申请核准的报告》8、经审批的本项目《建设工程选址申请表》9、XX市规划管理局的本项目《规划选址意见》10、XX市国土资源局“同国土资函[2007]103号”《关于XX生物质发电有限公司新建2×15MW生活垃圾焚烧电厂项目用地选址意见的函》11、XX省电力公司“晋电发展[2007]1240号”《关于XX市城市生活垃圾焚烧发电项目接入系统事宜的意向批复》12、XX省电力公司XX供电分公司“同电发展字[2007]369号”《关于XX城市生活垃圾焚烧发电项目接入系统事宜的请示》13、XX市国土资源局审批的《地质灾害危险性评估报告备案登记表》14、XX省地震安全性评价评审委员会“晋震评[2007]74号”《关于XX市垃圾焚烧发电项目工程场地地震安全性评价报告的评审意见》15、XX省地震工程勘察研究院做出的《XX市垃圾焚烧发电项目工程场地地震安全性评价中活动断裂的初步结论》、16、XX市水资源管理委员会办公室“同水资办函[2007]第7号”《关于XX生物质发电有限公司焚烧电厂项目拟选址意见的函》17、XX省环境保护局“晋环函[2007]537号”《关于XX生活垃圾焚烧发电项目环保意见请示的复函》18、XX市环境保护局“同环函[2007]160号”《关于XX生物质发电有限公司新建2×15MW生活垃圾焚烧电厂项目的环保意见》19、XX市市政公用局关于XX城市生活垃圾基本情况的说明20、水质分析资料21、供煤承诺书22、煤质检验报告23、与XX市供水公司签订的《供水意向协议书》24、与XX水泥集团公司签订的《粉煤灰（飞灰部分）综合利用意向书》25、与XX东郊污水处理厂签订的《关于XX垃圾焚烧发电项目渗沥夜处理的协议》26、与XX市南郊区建鑫环保建材有限责任公司签订的《粉煤灰（粗渣部分）综合利用意向书》27、XX省国土资源厅“晋国土资函[2007]545号”《关于XXXX 垃圾焚烧发电有限公司新建XX市垃圾焚烧发电项目用地预审的批复》第一章申报单位及项目概况1 项目申报单位概况1.1 项目申报单位名称XXXX垃圾焚烧发电有限公司1.2 项目申报单位性质中外合资公司。
循环流化床燃烧低排放技术研究展望
循环流化床燃烧低排放技术研究展望本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2021年第3期作者：柯希玮，蒋苓，吕俊复，岳光溪编者按在污染物排放标准日趋严格、2060年前实现碳中和的背景下，深度挖掘循环流化床燃烧技术的低污染排放潜力，进一步提高循环流化床锅炉的市场竞争力，对于煤炭清洁高效利用、能源转型升级具有重要意义。
中国工程院岳光溪院士科研团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2021年第3期撰文，在阐述循环流化床燃烧污染物排放特性的基础上，分析了主流循环流化床锅炉低污染排放技术及应用，结合我国能源发展战略和相关政策，提出了循环流化床燃烧在污染物排放控制技术方面的发展建议。
文章认为，需大力开发炉内原始低排放循环流化床燃烧技术，在保证锅炉效率的前提下，通过流态重构、燃烧组织来突破循环流化床锅炉污染物排放极限。
着眼于煤炭能源长远发展，支持与超临界/超超临界，智能运行，碳捕集、利用与封存，储能等技术高度结合的新一代超低排放循环流化床燃烧技术研发；加快对现存中小容量循环流化床锅炉的优化升级；发挥循环流化床燃烧燃料适应性广的优势，推广生物质燃烧发电，促进对低热值燃料、城市垃圾、各工业废弃物的低成本高效清洁消纳；挖掘循环流化床锅炉的深度调峰能力并保持低污染排放性能，提高运行灵活性及对新能源的消纳能力；加强循环流化床燃烧脱硫灰渣的综合利用，关注N2O排放问题。
还需从全局角度合理制定污染物排放标准和相关政策，引导包括循环流化床燃烧在内的能源行业健康发展。
一、前言2019 年，我国一次能源消费总量约为3.97× 109 tce，煤炭消费占比达68.6%，远超同期全球煤炭消费比重（27%）。
尽管在“双碳”目标压力下必须控制煤炭等化石能源消耗，但出于能源安全、调峰等角度考虑，仍需保有一定的火力发电机组及供热机组。
因此，煤炭资源的清洁开发利用是我国能源行业的必然发展趋势与长期研究热点。
在各类洁净煤技术中，循环流化床（CFB）燃烧技术因其燃烧效率高、负荷调节性能好、燃料适应性广等特点，逐步发展成为主流的燃煤发电技术。
循环流化床燃煤锅炉耦合生活垃圾发电工艺介绍
284区域治理LIVELIHOOD作者简介：张永忠，生于1968年，本科，中级工程师，研究方向为发电环保工艺。
循环流化床燃煤锅炉耦合生活垃圾发电工艺介绍张永忠1，刘志华2，李紫龙21.国家电投集团远达环保工程有限公司；2.重庆大学摘要：循环流化床燃煤锅炉耦合生活垃圾发电，在解决垃圾焚烧处置的同时，能促进煤电小机组转型，是处理生活垃圾未来发展的方向。
目前耦合掺烧工艺有直接混合掺烧、间接混合掺烧、并联燃烧三种。
直接混合掺烧、间接混合掺烧较并联混合燃烧投资少，间接混合掺烧与直接混合掺烧相比，减少了飞灰对燃煤锅炉的影响，但系统复杂，实际工程中需根据技术经济情况选取合适的掺烧技术。
关键词：循环流化床；生活垃圾；混合掺烧中图分类号：TK229.6文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）38-0284-0001随着经济的发展，我国生活垃圾产生量日益增多，传统的填埋处置技术由于受到填埋场容量和占地的限制，已无法满足垃圾处理需求。
垃圾焚烧技术在实现垃圾减容、减重的同时，能够将垃圾的热能用于发电，实现资源化利用，已成为垃圾处理的主流技术。
但是，对于垃圾产生量小的县级或乡镇地区，新建垃圾焚烧厂投资较大，形成不了规模效益，且垃圾转运集中处置又产生了较大的运输费用。
如何采用经济的方式实现生活垃圾资源化、减量化处置成为当下生活垃圾处置的难题。
2017年12月4日，国家能源局和环保部发布《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知》，组织燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设，旨在通过发挥现有燃煤电厂其高效、清洁的发电技术优势，来实现农林废弃物、生活垃圾、市政污泥的环保处置。
循环流化床燃煤锅炉由于其燃料特性适应广的特点，适合耦合生活垃圾发电技术改造。
对循环流化床燃煤锅炉进行耦合垃圾焚烧发电改造，不仅可以降低垃圾焚烧发电投资费用，而且有利于煤电小机组的环保转型，是未来发展的方向[1]。
一、垃圾耦合掺烧工艺路线介绍目前可知的垃圾耦合掺烧工艺有直接混合掺烧、间接混合掺烧、并联燃烧三种。
循环流化床(CFB)锅炉灰渣综合利用专题报告
报告人：柳成亮总经理单位：山西国峰煤电有限责任公司内容介绍1国峰公司简介2循环流化床（CFB）灰渣面临的困境循环流化床（CFB）灰渣国内外研究现状3国峰公司开展的循环流化床（CFB）灰渣研究工作4一、国峰公司简介☐国峰公司负责的项目☐电厂项目通过的各项验收及荣誉奖项一、国峰公司简介山西国峰煤电有限责任公司成立于2012年10月，由晋能集团有限公司全资子公司晋能电力集团有限公司与山西文峰焦化科技有限公司共同出资组建。
山西国峰煤电有限责任公司2×300MW低热值煤综合利用电厂粉煤灰综合利用项目城市集中供热项目城市污水处理厂负责建设运营运营运营建设运营生产用水灰渣热力循环经济和新城镇建设的典型项目一、国峰公司简介国峰电厂项目作为省重点工程项目，于2013年11月25日获得省发改委核准并开工建设，两台机组分别于2015年7月30日、10月3日通过168小时满负荷试运行正式投产发电。
国峰电厂项目通过的验收及获得荣誉奖项1、档案专项验收2、达标投产验收3、绿色施工示范工程验收4、新技术应用示范工程验收1、“高质量等级优良工程”2、中电建协“全过程质量控制示范工程”3、国家能源局“基建安全标准化一级建设项目”4、2016 年度“中国电力优质工程奖”5、2016 年度“中国安装之星”二、循环流化床（CFB）锅炉灰渣面临的困境☐排量巨大、环保压力大☐缺乏规模化应用途径和依据二、循环流化床（CFB）锅炉灰渣面临的困境排量巨大、环保压力大我国已成为世界上电站循环流化床锅炉台数最多,总装机容量最大的国家。
截止2015年，我国3000多台CFB锅炉排放的灰渣量约2亿吨，而且在未来呈迅速增长态势。
2013年3月1日起施行的《粉煤灰综合利用管理办法》对新建电厂粉煤灰堆场(库)建设规模的限制，市场对CFB灰渣认知少需求低的现状。
山西至2016年底在运CFB机组64台，总装机容量11635MW ，其中晋能电力在建和已运行的CFB机组装机容量3700MW ，全省CFB 锅炉年排灰渣约1500万吨以上。
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第36卷第5期2005年9月 锅 炉 技 术BOIL ER TECHNOLO GYVol.36,No.5Sep.,2005收稿日期:20050118; 修回日期:20050527作者简介:李清海(1972),男,黑龙江富锦人,清华大学讲师,清华大学在职博士生。
研究方向为固体废物处理、生物质、重油、垃圾等的燃烧与污染防治。
文章编号: CN311508(2005)050066051M W 循环流化床垃圾焚烧的试验研究李清海1, 张衍国1, 任钢炼2(1.清华大学热能动力工程与热科学重点实验室,北京100084; 2.北京锅炉厂,北京100043)关键词: 循环床焚烧炉;垃圾;焚烧试验摘 要: 利用1MW 循环床垃圾焚烧大型热态试验装置进行了生活垃圾焚烧试验。
试验中测量了绝热炉膛沿炉膛高度的温度分布和CO 、NO x 、SO 2等气体成分的浓度分布。
结果表明,焚烧垃圾时,炉膛的温度分布与燃煤时显著不同;相对于燃煤锅炉,垃圾焚烧炉需要更高的炉膛;垃圾焚烧的烟气成分中NO x 较低,不经处理即能达标。
可为循环床垃圾焚烧炉的设计和运行提供参考。
中图分类号: T K 229 文献标识码: A1 前言 城市垃圾常用处理方法主要有填埋、堆肥和焚烧等,其中焚烧法是垃圾的终极处置方法,符合无害化、减量化、资源化(“三化”)的要求,并且具有减容量大、无害化彻底、残渣性能稳定、能最大限度地减少二次污染并能回收热量等优点,近二十多年来在国外得到迅速发展,且均已经达到良好的环保和经济效益[1]。
我国近十年来也开展了垃圾焚烧的研究和工程实践[1～3]。
清华大学热能工程系资源环境研究组在北京市朝来农艺园建立了2台日处理150t 的垃圾焚烧炉,该焚烧炉已经通过了北京市科委组织的专家鉴定,因其掺煤量明显低于原国家经贸委规定的20%、排放达标,受到好评。
但是该炉型仍然存在一些问题,比如给料系统的稳定性,与燃烧组织的优化、排渣系统的运行稳定性等。
为了继续研究、完善该炉型,同时也考虑到很多研究工作无法在实际的工业装置上直接进行,为此建立了半工业化的小型流化床焚烧试验台(垃圾焚烧能力为12t/d ),进行垃圾焚烧的试验研究。
研究内容为,首先根据试验中所需焚烧的煤和垃圾做相应的工业分析,得到具体数值,为后续试验过程中的计算做准备;其次,当焚烧炉稳定运行时,测量出炉膛的各个部分的温度,根据温度曲线的变化情况,以及过程中给煤和给垃圾的时间,观测其对温度的影响。
2 复合炉排循环流化床垃圾焚烧试验装置 本文采用的试验装置为半工业化的干燥炉排与循环流化床复合的试验台,采用炉排进料和干燥、循环流化床焚烧,该装置适应于我国生活垃圾多成分、多形态(“多”),高水分、高挥发分(“高”),低热值、低固定碳(“低”)的特点[4]。
试验台系统如图1所示,试验装置的炉膛绝热,尾部受热面有蒸发器、过热器和空气预热器,炉膛净高度(布风板至分离器中心)7.5m ,炉膛截面积0.50m ×0.60m 。
该实验台配给煤计、给灰机、垃圾提升机、垃圾给料机及垃圾推进机各1台,均通过YCT 异步电磁调速电动机带动。
本次试验的测点总共17个(见图2),其中7个为气体成分和颗粒浓度测点,其编号为C1～C7,另外10个为烟气温度测点。
温度测量的10个位置分别为燃烧室风室温度、燃烧室密相区中部温度、燃烧室密相区上部温度、燃烧室内温度分布(4个)、燃烧室炉膛出口温度、分离器下部温度(2个),其编号分别为TE101-TE110。
图2中各测点相对于布风板的轴向距离见表1,纵向距离是基本处于炉膛的中心。
气体成分和颗粒浓度的测点是共用的,其中气体成分的测量是用便携式自动气体分析仪,颗粒浓度的取样使用自制的抽匣。
温度使用铠装热电偶测量,热电偶采用双支结构,通过母排,一支送计算机,一支送仪表盘上的仪表显示,4条连线并列排在母排上或者通过2个并第5期李清海,等:1MW 循环流化床垃圾焚烧的试验研究列的母排分别连到显示仪表和计算机。
测量过程中的数据采集使用的是“世纪星”监控组态软件系统。
表1 温度测点和固体取样点与布风板间的高度m温度测点编号TE101TE102TE103TE104TE105TE106TE107TE108与布风板距离0.59 1.00 1.50 2.80 4.30 5.807.60取样测点编号C1C2C3C4C5C6C7与布风板距离0.87 1.903.004.355.506.507.503 试验3.1煤和垃圾的工业分析 在垃圾焚烧试验前,先进行煤和垃圾的成分分析,分析结果见表2和表3。
表2 煤的工业分析和发热量样 品水分/%灰分/%挥发分/%固定碳/%高位发热量/J ・g -1低位发热量/J ・g -1锅炉用煤6.7214.8125.2353.242712825299表3 垃圾工业分析和发热量样 品水分/%灰分/%可燃物/%干基发热量/J ・g -1低位发热量/J ・g -1垃圾(混合物)41.597.4450.962052485453.2燃烧试验 首先在炉膛内加入床料,启动燃气点火燃烧器,将床料加热到500℃,然后加入煤,待燃烧温度达到800℃燃烧稳定后,投入垃圾。
在实验时,根据电机转速可推测垃圾和煤的给料量,从图3可以看出,给煤量约70kg/h ～100kg/h (平均85kg/h ),给垃圾量约430kg/h 左右。
值得指出的是,上述的垃圾给料量因垃圾形态复杂的影响,给进速度是波动不均匀的,但430kg/h 可认为为平均给垃圾量。
掺煤比为总燃料量的16.5%,煤的热量占总入炉热量的37%。
3.3温度分析 本次试验在流化床焚烧炉点火(上午9:00)后开始记录数据,先将锅炉运行至稳定状态,当燃烧室密相区温度超过800℃之后(点火后4.5h ,即13:30),投入垃圾,进行焚烧试验。
TE102为燃烧室密相区温度,从图3可以看出在锅炉稳定燃烧之后,燃烧室密相区温度应该是一个稳定的值(800℃～1000℃),由于燃烧调整的操作问题,点火后密相区温度有所波动,经调整后燃烧稳定,温度维持在800℃～1000℃之间。
76锅 炉 技 术 第36卷图3 燃料量与炉内温度分布 从图3的密相区温度TE102来看,在垃圾加入前后1h 内密相区温度变化不显著,即加入垃圾之后,密相区温度并没有明显地提高,变化幅度也不大,这是由于密相区本身的热惯性,以及垃圾并没有在密相区大量燃烧的结果,而对稀相区温度却见增高趋势;随着时间的推移,垃圾内由于有大量的水分,而垃圾在燃烧之前尽管经过炉排干燥等预处理,但水分还是较高,由于密相区温度较高,传热、传质强烈,垃圾吸收热量蒸发水分,使得密相区温度有所下降;但是随着垃圾中挥发分开始燃烧,使得燃烧释热(含垃圾和煤)多于垃圾的蒸发吸热和热解吸热,从而使密相区的温度重新升高,并随垃圾的均匀进给使密相区的温度也会趋于平稳。
TE105和TE106显示的都是燃烧室内部的温度分布。
TE105测点更接近于燃烧室下方,TE106测点在燃烧室中部,因此TE105测点温度比TE106测点温度稍高一点,但两者在本身的温度变化趋势上一致。
如图3所示TE105温度与TE103温度相近;TE105与TE106温度两者相差并不大,只有在燃烧室内部的温度第1次峰值时刻相差最多(178.2℃),其余时刻两者的温差基本上都在50℃以内分布的。
可见,在燃烧室内部温度分布是比较均匀的。
TE108为炉膛出口温度,当稳定燃烧时,TE108基本稳定在600℃～800℃之间,并随着垃圾的投入有逐渐升高的趋势,这一点在150t/d 循环床焚烧炉的工业测试中更为显著[5]。
TE109和TE110测的是并联的2个分离器下部温度,热电偶在分离器的两侧分别插入,二者温度大致相同,分离器温度同炉膛出口温度TE108变化趋势相同。
当燃烧稳定之后,其数值保持在600℃～800℃之间。
通过几个测点温度的变化情况和加入垃圾前后的温度变化比较来看,加入垃圾同时减少给煤量,尽量降低入炉燃料总热量提高水平,使得沿炉膛高度的温度水平并没有太大的影响。
但是,沿炉膛高度的温度分布却有明显的变化,主要体现在密相区温度水平有所下降,炉膛中上部的温度水平有所上升,使炉膛的燃烧中心向上移动,可从燃料的成分构成解释这一现象。
垃圾具有高水分、高挥发分的特点,垃圾经过初步干燥后,仍然还有较高的水分,这就使得垃圾进入密相区后要显著吸热以蒸发水分并热解,使得密相区的温度水平有所下降,加入的垃圾越多,下降就越明显;垃圾中的热量来源主要是挥发分,这一点正好与煤相反,所以垃圾在循环床中的燃烧主要是在炉膛的中部以挥发分燃烧的形式进行,因而为了充分燃尽,炉膛的高度应大于燃煤的锅炉。
3.4试验气体成分分析 试验中,对C1、C2、C4、C5等4个测点进行了气体成分的测量,并分析CO 浓度与NO x 以及SO 2浓度、过量空气系数等的关系,结果如图(4～7)所示,其中折算值为折算到过量空气系数2.1(11%O 2)工况。
86第5期李清海,等:1MW循环流化床垃圾焚烧的试验研究 这些数据都是在同一个测点测得,且测量间隔<30s ,因此,其温度可近似视为不变。
垃圾燃烧产生CO 2、SO 2、NO x 的浓度燃比煤时会有所增加。
从图4中的CO 与空气过量系数的曲线可以看出,在过量空气系数<1.3时,CO 随过量空气系数的增大而减小;随着过量空气系数的继续增大,CO 逐渐增加,这是因为当过量空气系数增大后,局部温度低而产生CO 、而循环床本身燃烧温度低,生成的CO 不易分解的缘故。
流化床炉内工作温度为800℃～1000℃,热力型NO x 基本上不产生,流化床内生成的NO x 主要是燃料型NO x 。
燃料进入床内受热分解,析出含氮的挥发分(如N H 3、HCN 、N 2等),这些物质与氧化合生成NO 。
当过量空气系数>1.3时,燃料中N 基本转化完毕,因而NO x 浓度不再增加。
用循环床焚烧垃圾时,NO x 的原始排放值基本上都稳定在150×10-6以内,不经处理即可满足国家环保排放标准(400mg/m 3)。
3.5炉内物料成分分析 试验中,抽取了C5点的炉内物料样品,然后对其进行灼烧,其减重即为可燃物量,这里将其作为含碳量来计算。
分析结果表明,C5点所取样品含碳量为16.66%,数值较大。
根据对C5点的气体成分分析知道C5点的过量空气系数较小,CO 浓度较大,因此C5点燃烧不充分,因此导致不仅CO 浓度过大,而且导致颗粒中的C 没有充分燃烧。
这是因为试验装置的炉膛净高度不够,根据烟气量计算,炉膛的气速约为3.6m/s ,则气体在炉内的停留时间仅2.1s ,那么在末级二次风口以上的停留时间则<2s 。