污泥焚燒工藝的主要影響因素
焚燒的目的側重于減量(或減容)和燃燒后產物的安全化、穩定化方面,這一點與以獲取燃燒熱量為目的的燃燒是有差別的。因此,焚燒必然以良好的燃燒為基礎,要使燃料完全燃燒。支配燃燒過程的有3個因素:時間、溫度、廢物和空氣之間的混合程度。這3個因素有著相互依賴的關系,而每一個因素又可單獨對燃燒產生影響。
1 時間
燃燒反應所需的時間就是燒掉固體廢物的時間。這就要求固體廢物在燃燒層內有適當的停留時間。燃料在高溫區的停留時間應超過燃料的燃燒所需的時間。一般認為,燃燒時間與固體廢物粒度的1~2次方成正比,加熱時間近似地與粒度的平方成比例。如燃燒速度在某一要求速度時,停留時間將取決于燃燒室的大小和形狀。反應速度隨溫度的升高而加快,所以在較高的溫度下燃燒時所需的時間較短。因此,燃燒室越小,在可利用的燃燒時間內氧化一定量的燃料的溫度就必須愈高。
固體粒度愈細,與空氣的接觸面愈大,燃燒速度快,固體在燃燒室內的停留時間就短。因此,確定廢物在燃燒室內的停留時間時,考慮固體粒度大小很重要。
2 溫度
燃料只有達到著火溫度(又稱起燃點),才能與氧反應而燃燒。著火溫度是在氧存在下可燃物開始燃燒所必須達到的最低溫度,因此燃燒室溫度必須保持在燃料起燃溫度以上。若燃燒過程的放熱速率高于向周圍的散熱速率,燃燒過程才能繼續進行,并使燃燒溫度不斷提高。一般來說,溫度高則燃燒速度快,廢物在爐內停留的時間短,而且此時燃燒速度受擴散控制,溫度的影響較小,即使溫度上升40℃,燃燒時間只減少1%,但爐壁及管道等容易損壞。當溫度較低時,燃燒速度受化學反應控制,溫度影響大,溫度上升40℃,燃燒時間減少50%。所以,控制合適的溫度十分重要。
3 廢物和空氣之間的混合程度
為了使固體廢物燃燒完全,必須往燃燒室內鼓人過量的空氣。氧濃度高,燃燒速度快,這是燃燒的最基本條件。對具體的廢物燃燒過程,需要根據物料的特性和設備的類型等因素確定過剩氣量。但除了空氣供應充足,還要注意空氣在燃燒室內的分布,燃料和空氣中氧的混合如湍流程度,混合不充分,將導致不完全燃燒產物的生成。對于廢液的燃燒,混合可以加速液體的蒸發;對于固體廢物的燃燒,湍流有助于破壞燃燒產物在顆粒表面形成的邊界面,從而提高氧的利用率和傳質速率,特別是擴散速率為控制速率時,燃燒時間隨傳質速率的增大而減少。

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