浅谈危险废物焚烧系统中炉排技术的应用

2015-01-27 21:00朱先涛
资源节约与环保 2015年7期
关键词:炉排回转窑结焦

朱先涛

(上海灿州环境工程有限公司 上海 200129)

浅谈危险废物焚烧系统中炉排技术的应用

朱先涛

(上海灿州环境工程有限公司 上海 200129)

焚烧是处置危险废物的主要手段之一,而回转窑和二燃室焚烧技术是最常用的危险废物焚烧技术。本文在回转窑和二燃室焚烧技术的基础上进行了技术改良,应用了炉排焚烧技术,可改善危险废物的焚烧工况,有利于危险废物的完全焚烧。

危险废物;焚烧;炉排

1 前言

随着我国经济的快速发展,全国各地相继建立了工业区,产生大量的危险废物,同时催生了一批危险废物焚烧处置中心的建立。在危险废物焚烧处置过程中,危险废物焚烧技术的研究和改进至关重要。国内危险废物焚烧技术主要采用“回转窑+二燃室”的焚烧技术,但此技术存在炉内容易结焦和废物燃烧不尽等问题。我公司经多年研究,结合国外技术,在“回转窑+二燃室”焚烧技术的基础上进行改良,在回转窑尾部增设炉排装置,再加上合理的燃烧配风,有效的解决燃不尽的问题,达到炉渣热灼减率<5%的规范要求。

2 炉排焚烧技术

炉排焚烧技术多用在生活垃圾焚烧项目中,可使生活垃圾有效的翻转、搅拌,具有较理想的燃烧条件,可实现垃圾安全燃烧。基于炉排的特点以及危险废物的特性,将炉排技术借鉴应用到危险废物焚烧项目中,经验证其可有效解决危险废物难燃尽的问题。

危险废物具有种类多、成分复杂、热值浮动范围大等特点,容易造成燃烧不稳定,残渣燃烧不尽的后果。在回转窑尾部增加炉排装置,回转窑未燃尽的残渣落至炉排上继续燃烧,在炉排条的推动下,配上炉排风,直到燃尽为止。

炉排选用倾斜往复式炉排,并采用分段送风。危险废物残渣从回转窑落下来,沿着炉排面由前上方向后下方缓慢移动,空气则由炉排下方向上供应。往复炉排运行过程中,炉排与物料有相对运动。当活动炉排向前方推动时,部分未燃烬物料被推到已经燃着物料的上部,促使未燃烬的物料仍有机会燃烧。当活动炉排向后方返回时,又带回一部分已经燃着的物料返到尚未燃烬的物料的底部,对未燃烬物料进行加热。物料在被推动过程中,不断受到挤压,从而破坏物料块与灰壳,使火核发力燃烧。同时物料又缓慢翻滚,使着火的物料层得到充分的松动,有足够燃烧时间,并准备迎接下一个炉排往复运动。

3 炉排的结构

炉排装置安装在回转窑的尾部和二燃室的下方,与回转窑呈垂直布置。危险废物残渣从回转窑尾部落至炉排上,燃烧后的烟气向上进入二燃室中,灰渣则从炉排下部和尾部落入灰斗中排出。

炉排装置由炉排外框、炉排滑架、固定炉排条、活动炉排条、活动小车、灰斗等部分组成。

炉排外框由槽钢框架、固定炉排梁及两侧钢板焊接组成。固定炉排横梁焊接在倾斜的槽钢框架上,固定炉排条搁置在固定炉排梁上。

炉排滑架为组合件,由两根纵梁、活动炉排梁、连接杆、连接横梁等焊接组成。两根纵梁平行布置,由数根连接杆连接,为阻止纵梁左右偏离,设置两组挡环;连接横梁与推杆相连,在推杆的作用下前后运动;活动炉排梁焊接在两根纵梁上,活动炉排条搁置在活动炉排梁上。

炉排条分为固定炉排条和活动炉排条,两者间隔叠压成阶梯状布置,倾斜角度为15°~20°。炉排条采用特殊耐热合金铸钢紧密浇注而成,具有耐腐蚀和耐高温的能力,配以经严格控制的安装精度,炉排条能长时间稳定运行。

活动小车由推杆、油缸、摇杆和支座组成,油缸借助摇杆确保推杆做平行直线运动,推杆穿过炉排外框封板,与炉排滑架的连接横梁相连。

灰斗由钢板焊接而成,中间设置隔风板,确保密封。灰斗带有保温材料,以防止灰渣凝结。

炉排采用液压驱动,当启动液压装置后,活动小车开始运动,通过推杆带动炉排滑架的运动,使活动炉排条在固定炉排条上往复运行。活动小车设置了限位开关,活动炉排条的往复行程一般为30mm~70mm,最大行程可达230mm,活动炉排条移动速度为15mm/s~20mm/s。

4 炉排运行特点

危险废物焚烧系统增加炉排装置后,改变了原有的“回转窑+二燃室”的焚烧模式,改变了炉内配风情况、炉内温度分布,同时也有效减轻炉内结焦状况。炉排运行特点具体如下。

4.1 改变炉内燃烧配风

增加炉排装置后,炉内配风由原来的窑头和二燃室两点配风改变为窑头、二燃室和炉排三点配风。多点配风可控性强,配风更加均匀,有利于炉内焚烧更加彻底。炉排配风从炉排装置底部鼓入,并分为多个风室,每一个风室独立供风,可根据炉排上焚烧情况调节风量。炉排配风从下往上垂直通过炉排条,一方面补充危险废物燃烧空气,一方面起到冷却炉排条温度的作用,延长炉排条的使用寿命。

4.2 改变炉内温度分布

在焚烧过程中,炉排装置分担了回转窑的部分焚烧负荷。窑头配风减少,使窑内焚烧工况发生后移,炉内焚烧温度也同时后移,则回转窑内物料更多的进行欠氧燃烧,分解出大量可燃气体。回转窑未燃尽的残渣落至炉排上,在合理配风下继续燃烧。

4.3 减轻炉内结焦

炉内产生结焦的主要原因是炉内燃烧温度超过焚烧物料的灰熔点发生熔融流淌导致结焦。炉排装置使回转窑内焚烧温度后移,一定程度上降低了窑内的焚烧温度,减小发生结焦的几率。炉排装置与回转窑成垂直布置,窑尾与炉排中心线对齐,危险废物从回转窑落下后正好落至炉排的中间位置,即使物料中有少量结焦发生,在运动的炉排作用下会尽快排出。

5 结语

危险废物炉排焚烧技术是在回转窑和二燃室焚烧技术上发展起来的,已运用到多个危险废物焚烧项目中,运行良好,具有适应性强、运行稳定、炉内温度配风合理、残渣热灼减率低、故障少等特点。目前,国内危险废物焚烧排放标准越来越严格,炉排焚烧技术也已逐渐发展成熟,可在全国进行推广,使危险废物在焚烧阶段达到标准要求。

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