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流化床垃圾焚燒爐

發布時間:2019/5/15 17:05:51

  流化床焚燒爐燃燒原理是借著砂介質的均勻傳熱與蓄熱效果以達到完全燃燒的目的,由于介質之間所能提供的孔道狹小,無法接納較大的顆粒,因此若是處理固體廢物,必須先破碎成小顆粒,以利反應的進行。助燃空氣多由底部送入,爐膛內可分為柵格區、氣泡區、床表區及干舷區。向上的氣流流速控制著顆粒流體化的程度,氣流流速過大時會造成介質被上升氣流帶入空氣污染控制系統,可外裝一旋風集塵器將大顆粒的介質捕集再返送回爐膛內。空氣污染控制系統通常只需裝置靜電集塵器或濾袋集塵器進行懸浮微粒的去除即可。在進料口加一些石灰粉或其他堿性物質,酸性氣體可在流化床內直接去除,此為流化床的另一優點。

  可用于處理廢物的流化床的形態有五種:氣泡床、循環床、多重床、噴流床及壓力床。前兩種已經商業化,后三種尚在研發階段,氣泡床多用于處理城市垃圾及污泥,循環床多用于處理有害工業廢物。氣泡式及循環式流化床的構造如圖1及圖2所示。氣泡床是將不起反應的惰性介質(如石英砂)放入反應槽底部,借著風箱的送風(助燃空氣)及燃燒器的點火,可以將介質逐漸膨脹加溫,由于傳熱均勻,燃燒溫度可以維持在較低的溫度,因此氮氧化物產量也較低,同時若在進料時摻入石灰粉末,則可以在焚燒過程中直接將酸性氣體去除,所以焚燒過程也同時完成了酸性氣體洗滌的工作。一般焚燒的溫度范圍多保持在400~980℃,氣泡床的表象氣體流速約在1~3mS之間,因此有些介質顆粒會被吹出干舷區,為了減少介質補充的數量,故可外裝一旋風集塵器,將大顆粒的介質捕集回來,介質可能在操作過程中逐漸磨損,而由底灰處排出,或被帶人飛灰內,進入空氣污染控制系統。由于流化床中的介質是懸浮狀態,氣、固間充分混合、接觸,整個爐床燃燒段的溫度相當均勻;有些熱交換管可安裝于氣泡區,有些則在干舷區;有些氣泡式和渦流式流化床,在底部排放區有砂篩送機及砂循環輸送帶,可以排送較大顆粒的砂,經由一斜向的升管返送回爐膛內。在氣泡區亦可設置熱交換管以預熱助燃空氣。流化床和旋轉窯一樣,爐膛內部并無移動式零件,因此摩擦較低。格柵區、氣泡區、床表面區提供了干燥及燃燒的環境,有機性揮發物質進入廢氣后,可在干舷區完成后燃燒,所以干舷區的作用有如二次燃燒室。

  日本已有許多地方采用渦流氣泡床式流化床焚燒爐來焚燒城市垃圾。此型流化床焚燒的原理為借由砂介質的良好蓄熱及傳熱特性,助燃空氣一般由砂床下的風箱自下而上送入砂床,使砂床向上膨脹,因垃圾含水量較高,需要較長的停留時間及攪拌程度,但爐壁四周因設計成曲折形狀,使得上升的空氣碰撞曲折部位而往下形成渦流,大大增強了擾動的效果。

  若能在進料時加入石灰,流化床本身則成為一座良好的酸性氣體洗滌塔,因此排出的廢氣僅須去除懸浮微粒即可。廢氣可導入下游的廢熱回收鍋爐或冷卻塔,再進入靜電集塵器去除粒狀污染物。蒸汽亦可送到渦輪發電機發電。底灰排出后可以經由振動篩及磁選機進行金屬回收后,再與飛灰混合進行固化處理。

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