浅谈石油化工有机废物焚烧炉
- 格式:doc
- 大小:35.00 KB
- 文档页数:9
2关于RTO焚烧炉技术的探讨RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)焚烧炉技术是一种有效处理挥发性有机化合物(VOCs)和恶臭气体的方法。
它实现了高效的排放控制,并且在减少空气污染和满足环境法规方面具有重要作用。
本文将探讨RTO焚烧炉技术的工作原理、优点和应用领域。
首先,我们将讨论RTO焚烧炉技术的工作原理。
RTO焚烧炉主要由燃烧室、热交换器和控制系统组成。
当污染气体进入燃烧室时,它们与预热空气相遇并燃烧。
燃烧产生的高温气体在热交换器中流过,将热能传递给进入系统的新鲜空气。
从而降低了操作费用,同时也减少了对自然资源的依赖。
热交换器中的热能还可以用于加热过程中需要的其他用途,例如蒸汽发生器或热水供应。
RTO焚烧炉技术有许多优点。
首先,它可以有效地降低VOCs和恶臭气体的浓度,达到排放标准。
其次,RTO焚烧炉几乎无副产品,不会产生新的污染物。
这一点与其他处理技术相比具有明显优势。
此外,RTO焚烧炉可以实现高效的能量回收,从而降低运行成本。
最重要的是,RTO焚烧炉适用于各种行业,如化工、涂装、印刷和纺织等。
因此,它在工业排放控制中得到了广泛应用。
根据不同的工艺需求和污染特性,RTO焚烧炉可以进行不同的优化和改进。
首先,可以采用多炉并联的方式,使得系统能够进行连续运行和维护。
此外,可以通过添加催化剂来提高焚烧炉的效率,进一步降低运行成本。
此外,一些改进措施还包括安装预热空气燃烧器以进一步提高换热效率,减少操作费用。
尽管RTO焚烧炉技术在工业领域具有广泛的应用前景,但也存在一些挑战。
首先,RTO焚烧炉技术对设备的要求较高,包括可靠的控制系统和高效的换热器。
而这些设备的高成本可能限制了中小型企业的应用。
其次,RTO焚烧炉技术需要定期维护和清洁以保持高效性能。
此外,焚烧过程中产生的高温气体也需要合适的处理方式,以确保不会对环境造成二次污染。
综上所述,RTO焚烧炉技术是一种高效处理VOCs和恶臭气体的方法。
化工废水焚烧炉工作原理
随着我国石油化工、冶金等行业发展迅速,在创造巨大经济效益的同时,每年也向环境排放了数亿吨的有机废水。
这些废水不仅有机物浓度高,有些还含有有毒有害物质。
若直接将废水排入水体中.会对水体的生态环境和下游居民的生活带来极大的危害。
因此化工废水必须要进行处理,达标后方可排放。
焚烧技术作为一种简单、高效而又不受水温、水质等因素影响的废水处理方法,那么,化工废水焚烧炉工作原理是什么?
废水焚烧是指在焚烧炉的燃烧室内,通过可控高温化学反应.破坏废水中各种有害物质的分子结构,把废水氧化成CO2和H2O等无害物质的技术。
废水焚烧过程可分为蒸发、气化、氧化3个阶段。
废水中的水分在高温环境中首先蒸发出来.可燃组分呈雾状细滴。
而后,有机物气化,高分子有机物可能会裂解为低分子化合物(反应温度约为700~800℃)。
最后,气态有机物与炉内的氧气发生氧化反应,生成CO2和H2O,并随烟气排出炉。
高于900℃时,废水的氧化反应速度
快,燃尽效果好。
而当温度低于850℃时。
氧化反应速度减弱.限制了燃尽效果.此时要求废水的雾化效果较好,从而提高蒸发效率,改善燃尽效果:雾化效果主要取决于雾化液滴中大颗粒范围内的粒径分布。
更多水污染成因与污水处理方法,以及水污染安全小知识,请大家继续关注的内容。
146国外在20世纪90年代初研究出蓄热材料直接换热的新技术;我们国家有些公司在吸收热力焚烧、蓄换热原理的技术上,针对浓度较低的有机废气燃烧耗能高、回收余热效率低、间接换热效果差、处理量大等不足,开发了三箱(五箱)反吹扫式蓄热式焚烧炉(RTO),适合于复杂成分、含有卤素以及砷、磷、硫等或含有腐蚀性介质的对催化剂有毒物质的浓度较低、处理量较大的有机废气焚烧治理,处理对于需要高温氧化才能消除异味的某些特殊气体也非常适用。
RTO运行成本低,运行周期长、工艺先进、运行安全稳定、系统能够进行DCS 自动控制。
我公司间戊二烯石油树脂厂造粒机、融熔树脂罐、压滤厂房、汽车装车栈桥的VOC气体进行处理就采用了这种技术。
我公司建设有一套有机废气RTO,其工艺为低温废气经蓄热室预热到740℃左右产生的烟气进入另外一组陶瓷蓄热体,与陶瓷蓄热填料进行直接换热后进入排气管路。
这套RTO装置共设3个陶瓷蓄热室,3个陶瓷蓄热室呈条形布置,定期自动切换运行,产生的烟气经处理后排放达到标准。
该焚烧系统可处理4000~20000Nm 3/h低浓度和200~400Nm 3/h高浓度废气,并能够安全、稳定地焚烧。
当焚烧装置不具备焚烧条件或设备故障时,系统生产线产生的低浓度废气由紧急排放管道通过烟囱直接排放,高浓度废气由设备放空口应急排放。
1 废气来源造粒废气、熔体储罐废气、装车栈桥废气,压滤厂房废气。
1.1 造粒废气单套造粒废气量:3000 Nm 3/h 造粒套数:4 套,有机物浓度:3~5g/ Nm 3,背景气体:空气 ,汇总风量:15000 Nm 3/h,废气成分:1-丁烯、2-戊烯、环丙烷、氨等。
1.2 熔体储罐排气废气量:200~400Nm 3/h,废气温度:~50℃,废气成分:含有机物同造粒废气,有机物浓度:50~100g/ Nm 3 。
背景气体:氮气 。
1.3 装车栈桥废气,废气量:400Nm 3/h ,压力:常压。
废气成分:环戊烯、1 甲基环戊烷、1 乙基环戊烷、乙苯、正丙苯、间甲乙苯、邻甲乙苯、茚满等。
浅谈废气焚烧炉运行中的危险及应对措施摘要:论文通过分析废气焚烧炉的工作原理和运行过程,梳理了其潜在的危险源,如有毒气体排放、温度过高和炉内积存物等,并提出了相应的管控措施。
探讨了废气焚烧炉安全监测与报警系统的建设,包括温度、压力和有毒气体的监测与报警,以确保设备的安全运行。
从人员培训和管理角度,强调了安全意识教育和责任落实的重要性,以提高操作人员的技能水平和安全意识。
关键词:废气焚烧炉;应对措施;炉内堆积物;环境保护1引言废气焚烧炉是一种重要的环保设备,用于处理各类废气,使其在高温条件下进行燃烧转化,从而减少有害气体的排放,保护环境和人类健康。
随着环境质量要求的提升,全国各地加大了化工装置尾气的排放监管力度。
为消除燃烧过程产生的大气污染,大多数化工企业按照要求引入了专门的废气焚烧炉。
但近年来,由于对环保设施的安全运行不重视,废气焚烧炉发生过多起火灾爆炸事故。
可见废气焚烧炉在运行过程中也面临着一些潜在的危险,这些危险可能会导致事故发生,造成环境污染和人员伤害。
2废气焚烧炉的工作原理与危险源分析2.1废气焚烧炉工作原理简介废气焚烧炉是一种专用设备,用于处理含有有机物和有毒气体的废气,使其在高温条件下进行燃烧转化,从而将有害物质转化为无害的物质,并降低有害气体的排放浓度。
焚烧炉包括酸性气焚烧炉、尾气焚烧炉、CO焚烧炉和含氨酸性气焚烧炉等[1]。
废气焚烧炉通常由燃烧室、燃烧辅助设施、废气进出口、控制系统等组成。
工作过程中,废气首先通过废气进口进入燃烧室,然后在燃烧室内与空气中的氧气发生氧化反应,产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体中含有大量的高温有害气体和颗粒物。
接下来,燃烧气体通过燃烧辅助设施进行进一步处理,通常包括过滤器、脱硝装置等,以进一步降低废气中有害物质的浓度。
最后,经过处理后的废气从废气出口排放到大气中,达到环境保护的目的。
2.2废气焚烧炉运行中的潜在危险源2.2.1燃烧过程中产生的有毒气体废气焚烧炉在燃烧过程中会产生大量的高温有害气体,其中包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)等。
★ 石油化工安全环保技术 ★沧州东丽精细化工有限公司是专业生产低金属二甲基亚砜的企业。
在二甲基亚砜生产过程中,含二甲基亚砜的高浓度废水难以用普通的生化污水处理工艺处理。
为确保废水、废气的安全环保处置,公司引进日本月岛环境工程株式会社(Tsuki-shima Kankyo Engineering L TD.,以下简称:TSKE )专利技术,采取焚烧法处理工艺废水和废气。
焚烧处理技术优点是焚烧温度较低,焚烧效率高,操作简单,无固体废物产生,通过焚烧处理废水、废气,可以有效降低安全和环保风险,确保达标排放。
缺点是一次性投资较高,且运行期间消耗大量燃料以及液碱等物料,导致运行费用也很高。
1 废水/气焚烧炉系统流程废水/气焚烧炉系统由焚烧炉、急冷室、文丘里洗涤塔和烟囱等设备组成。
由生产装置送来的废水经流量计、调节阀送入焚烧炉顶部废水喷嘴,喷出瞬间被雾化,雾化后的小液滴在炉膛内与高温火焰接触,进行充分燃烧反应。
炉膛焚烧温度控制在900~1 000 ℃。
同时由废水管线配入液碱和尿素,用以降低烟气中的硫氧化物和氮氧化物,根据烟气在线分析仪表数据调整二者加入量。
废气自生产装置由管道直接送入焚烧炉顶部进行焚烧。
焚烧后的高温烟气中含有硫酸盐和碳酸盐,盐分随气相进入急冷室,在急冷室内与水接触。
烟气中的盐类溶于水中,含有少量盐类的烟气继续收稿日期:2019-05-08作者简介:佟政富,男,2003 年毕业于河北工业大学化学工程与工艺专业,主要从事技术管理工作,一级建造师,注册安全工程师。
电话:************,E-mail: ***************浅析焚烧炉运行中存在的问题与对策佟政富1,王 倩2,燕 莉2(1. 沧州东丽精细化工有限公司,河北 沧州 061000;2. 中国石化工程建设有限公司,北京 100101)摘 要:沧州东丽精细化工有限公司是专业生产低金属二甲基亚砜的企业。
生产过程产生的工艺废水、废气是制约企业安全生产、环保达标排放的重要因素。
焚烧炉原理
焚烧炉是一种用于处理固体废物的设备,它通过高温燃烧将废物转化为灰烬和烟气,从而达到减少废物体积和污染的效果。
焚烧炉原理主要包括燃烧、传热和传质三个方面,下面将分别介绍。
首先,焚烧炉的燃烧原理是利用高温氧化将固体废物转化为气体和灰烬。
在焚烧炉内部,通过加热燃料使其燃烧产生高温,然后将固体废物投放到炉内,固体废物在高温下发生燃烧反应,产生烟气和灰烬。
烟气中含有有害物质,需要经过处理后排放,而灰烬则可以经过处理后作为建筑材料或填埋处理。
其次,焚烧炉的传热原理是通过高温燃烧产生的热量,将固体废物加热至燃烧温度并维持燃烧过程。
在焚烧炉内部,燃料燃烧产生的高温通过炉壁传导给固体废物,使其达到燃烧温度并持续燃烧。
同时,烟气中的热量也可以通过换热器回收利用,提高能量利用率。
最后,焚烧炉的传质原理是指固体废物中的有机物在高温下分解产生气体和液体。
在高温燃烧的作用下,固体废物中的有机物质分解产生气体和液体,这些产物需要经过处理后才能排放或利用。
传质过程也包括烟气中的有害物质经过净化处理后排放,以及灰烬的处理和利用过程。
综上所述,焚烧炉原理主要包括燃烧、传热和传质三个方面,通过高温氧化将固体废物转化为灰烬和烟气,然后经过处理达到减少废物体积和污染的效果。
焚烧炉在处理固体废物时具有高效、环保的特点,是一种重要的废物处理设备。
利用污泥干化十焚烧炉技术处理化工废物摘要:以独山子石化公司乙烯厂化工“三废”的处理为例,分析讨论了焚烧技术在处理工业废物中的应用。
研究结果表明,选择回转窑焚烧炉对化工“三废”进行焚烧处理是合理的,可较好地实现工业废物的减量化,无害化的目标以及发放的处理资源化的目标。
关键词:化工废物;污泥干化;焚烧炉中国石油独山子石化分公司是一个目前拥有:炼油部分1000万吨/年(主要加工进口哈萨克斯坦的含硫原油)、化工部分乙烯能力达到120万吨/年,如此大型的炼化企业,所产生的工业废物(废渣、废液、废气)数量巨大、种类繁多,如果没有配套的废物处理装置,那么对环境的危害是不可估量的。
1、化工废物来源危险废物主要是指具有毒害性、易燃性、腐蚀性、反应性、浸出毒性和传染疾病性等特性之一,且由于其数量、浓度、物理化学性质或易传播性,引起死亡率增加,无法治愈的疾病发病率增高或者对人体健康或环境造成危害的固体、半固体、液体废物等。
根据项目环评和总体设计,本装置主要负责全厂区各装置生产操作过程中产生的无法回收利用的固体和液体废物处理。
按照现阶段整个工程各装置最新提供的“废渣/液排放及其处理表”数据,这些固体和液体废物主要包括:废焦炭、焦油、废离子交换树脂等固体480 吨/年,废润滑油、废环丁砜、废矿物油、芳烃类溶剂及丁苯橡胶塔釜液/丁二烯精制塔釜液等液体2500吨/年,新老污水场脱水后的活性污泥7500吨/年和新老污水场脱水后的含油污泥6500吨/年。
其组成和所属国家危险废物编号详见表3.1-1:表3.1—1工业废物源项总表2、化工废物进行焚烧的必要性固体废物是各种污染物的最终形态,其中的化学有害成分会通过环境介质--大气、水体和土壤参与生态系统的物质循环,具有潜在的、长期的危害性。
解决污染的基本对策首先要从源头控制,实施清洁生产,减少固体废物的排放;其后经合理的综合利用,实现“资源化”;无法再生利用和无法直接填埋的废物应焚烧处理,焚烧是最有效的无害化和减量化的处理手段,填埋也是废物的最终归宿。
化工废液焚烧炉工艺模拟与工程设计摘要:化工废液是化工生产中不可避免的产物,其排放对环境和人体健康都有很大的危害。
因此,对化工废液进行有效的处理和处置是非常重要的。
化工废液焚烧炉作为一种常用的处理设备,可以将废液中的有机物质燃烧成二氧化碳和水,从而实现废液的无害化处理。
本文主要介绍了化工废液焚烧炉的工艺模拟与工程设计。
关键词:化工废液;焚烧炉;工艺模拟;工程设计引言大型化工项目产生的高浓度有机废液具有化学物质组成复杂、生产负荷波动大、有机质含量高、有害元素含量高、易燃易爆、腐蚀性、毒性、反应性等特点,在常用的有机废液处理方法中,焚烧法是一种极其有效的方法。
针对此类高浓度有机废液,经预处理后通过焚烧炉集中处理是目前的主流工艺,其中立式直燃焚烧炉具有底部排灰/渣容易、占地面积小、投资成本低等特点,应用较为广泛。
1化工废液焚烧炉工艺模拟和工程设计的基本原理化工废液焚烧炉是一种常见的废液处理设备,其工艺模拟和工程设计的基本原理主要包括以下几个方面:1. 热力学计算:在化工废液焚烧炉的工艺模拟和工程设计中,需要进行热力学计算,以确定燃烧过程中的热力学参数。
这些参数包括燃料的热值、氧化反应的焓变和热容等,可以通过热力学软件进行计算。
2. 质量平衡计算:在化工废液焚烧炉的工艺模拟和工程设计中,需要进行质量平衡计算,以确定燃烧过程中的物质流动情况。
这些物质包括废液、空气、燃料和产生的废气等,可以通过质量平衡公式进行计算。
3. 动力学模拟:在化工废液焚烧炉的工艺模拟和工程设计中,需要进行动力学模拟,以确定燃烧过程的速率和稳定性。
这些模拟包括燃料的燃烧速率、氧化反应的速率和温度分布等,可以通过动力学模拟软件进行计算。
4. 炉型选择:在化工废液焚烧炉的工程设计中,需要根据废液的性质和产生的废气排放标准等因素,选择合适的炉型。
常见的炉型包括旋转窑炉、流化床炉和回转窑炉等。
5. 燃烧器设计:在化工废液焚烧炉的工程设计中,需要根据废液的性质和产生的废气排放标准等因素,设计合适的燃烧器。
将有机废气加热,达到高温条件后直接氧化分解成C02和H20从而处理废气污染物,并回收分解时产生的热量,这就是RTO焚烧炉,是一种处理中高浓度有机废气的节能型环保装置。
下面,我们就来深入了解一下其到底是怎么样的吧。
一、功能特点净化效率高,可达99,无需缓冲罐;采用新型陶瓷蓄热系统,热利用效率高于97;不需要辅助加热,运行成本低;系统结构紧凑,占地面积小;停留时间长,燃烧充分,分解;不产生NOx等二次污染;炉内死区小、压力损失小;RTO系统运行稳定、可靠。
二、关键部件RT0焚烧炉的稳定运行是建立在各个部件都能正常运转的基础上的,常见RTO焚烧炉的关键部件有如下几个:1、蓄热体蓄热体是RTO系统的热量载体,它直接影响RTO的热利用率,其主要技术指标如下:蓄热能力:单位体积的蓄热体所能存储的热量越大,蓄热室的体积越小;换热速度:材料的导热系数可以反映热量传递的快慢,导热系数越大热量传递越迅速;热震稳定性:蓄热体在高低温之间连续多次地切换,在巨大温差和短时间变化的情况下,极易发生变形以至于碎裂,堵塞,气流通道,影响蓄热效果;抗腐蚀能力:蓄热材料接触的气体介质多为具有强腐蚀性,抗腐蚀能力将影响RTO的使用寿命。
2、切换阀切换阀是RTO焚烧炉进行循环热交换的关键部件,必须在规定的时间准确地进行切换,其稳定性和可靠性至关重要。
因为废气中含有大量粉尘颗粒,切换阀的频繁动作会造成磨损,积攒到一定程度会出现阀门密封不严、动作速度慢等问题,会极大地影响使用性能。
3、烧嘴烧嘴的主要目的是不让气体与燃料混合地过快,这样会形成局部高温;但也不能混合过慢导致燃料出现二次燃烧甚至燃烧不充分。
为了确保燃料在低氧环境下燃烧,需要考虑到燃料与气体间的扩散、与炉内废气的混合以及射流的角度及深度,这些参数应在设计之初根据实际的工艺需求准确计算,否则会直接影响RTO的焚烧效果。
三、应用范围RTO蓄热焚烧炉应用领域遍及石油及化工,油漆生产及喷漆,印刷,电子元件及电线,农药及染料,医药,显像管,胶片、磁带等行业。
浅谈石油化工有机废物焚烧炉一、石化行业有机废物处理的现状目前在国外用焚烧方式处理废物十分普遍,采用的焚烧系统也是多种多样,一般都具有热能回收、烟气处理或者焚烧残渣处理系统。
在我国的一些石化企业也逐步增设一些废物焚烧设施,但是由于种种原因,这些设施的运行状况基本都不怎么理想。
经分析调查:投资高,运行费用高是制约这些设施正常运行的主要因素,进而也影响了焚烧技术的发展。
但是从其高效快捷、适应性广泛以及对环境危害小的特点来看,焚烧技术未来的发展前景是非常乐观的,尤其对石化行业产生较多种类及数量的废物而言,焚烧是一种较为可行的途径。
二、焚烧炉主要系统焚烧炉是通过焚烧使废物中的有机成分彻底氧化分解,以达到减少废物体积、最大限度的消除有毒有害物质、回收可利用的能源和保护环境的一种设备。
整套焚烧处理系统大致可以分为助燃系统、焚烧系统、尾气处理系统、电控系统。
当然一般焚烧炉成套装置还会配余热回收系统。
1、焚烧炉助燃系统助燃系统的主要设备就是燃烧器。
其作用是点火开炉和辅助有机废物燃烧(当废物的热值较低时,不能维持自身燃烧,就需要燃烧器辅助燃烧)。
一般采用天然气作为燃烧器的主燃料。
天然气和空气在燃烧头内混合燃烧。
可以通过调节参与燃烧的空气量和燃烧头的位置等来获得最佳的燃烧参数,使有机废物充分燃烧,达到排放标准。
燃烧器具有全自动管理燃烧程序、火焰自动检测、判断、故障提示等功能和火焰强度大,燃烧稳定,安全性能好、功率调整大等特点。
2、焚烧炉焚烧系统焚烧炉的焚烧系统主要是由耐火材料、保温材料、绝热材料砌筑在炉排上部的腔体,外部包以钢板防止烟气泄漏、以及保证炉体表面温度小于80O C。
炉膛一般分为一次燃烧室、二次燃烧室。
有机物在一次燃烧室充分燃烧,在二次燃烧室里与二次进入的空气混合降温,保证后续余热锅炉的安全运行。
3、焚烧炉尾气处理系统焚烧炉焚烧产生的烟气往往含有颗粒粉尘,需要做净化处理。
一般采用的是离心式除尘器:旋风分离器。
集尘系统一般由集尘圆筒、倒锥和排气风管组成。
集尘系统工作原理:焚烧产生的含有颗粒粉尘的烟气在引风机的吸力作用下到达旋风除尘器。
旋风除尘器利用离心降落原理从气流中分离出颗粒粉尘。
旋风分离器上半部分为圆锥形,当含尘气体从圆筒上侧的进气管的切线方向进入时,获得旋转逆动。
烟气从圆顶排气管排出,粉尘颗粒自圆锥形底落入集尘圆筒中。
4、焚烧炉电控系统电控系统主要集中在配电柜。
主要包括:全套设备的供电主电源、电台设备的分供电控开关;全套设备和单台设备的启停控制以及保护回路、报警;操作面板等。
基本采用集中控制。
当然也有些设备为了操作观察的方便设置在现场控制。
电控系统对燃烧室的燃烧温度进行闭环控制,对供氧量进行闭环控制,保证了对不同的物料,在不同的燃烧过程中的优化控制,从而保证了物料的充分燃烧和排出烟气的质量。
三、焚烧炉的设计废物焚烧炉设计的基本原则,是使废物在炉膛内按规定的焚烧温度和足够的停留时间,达到完全燃烧。
这就要求选择适宜的炉床,合理设计炉膛的形状和尺寸,增加废物与氧气接触的机会,使废物在焚烧过程中,水气易于蒸发、加速燃烧,以及控制空气及燃烧气体的流速及流向,使气体得以均匀混合。
现分别从下面几个部分考虑焚烧炉的设计。
1、炉型在选择炉型时,首先应看所选择炉型的燃烧型态(控气式或过氧燃烧式)是否适合所处理的所有废物的性质。
一般来说,过氧燃烧式焚烧炉较适合焚烧不易燃性废物或燃烧性较稳定的废物,如木屑、垃圾、纸类等;而控气式焚烧炉较适合焚烧易燃性废物,如塑料、橡胶与高分子石化废料等;机械炉排焚烧炉适用于城市垃圾的处理,而旋转窑焚烧炉适宜处理危险废物。
此外,还必须考虑燃烧室结构及气流模式、送风方式、搅拌性能好坏、是否会产生短流或底灰易被扰动等因素。
焚烧炉中气流的走向取决于焚烧炉的类型和废物的特性。
多膛式焚烧炉的取向与流化床焚烧炉一样,通常是垂直向上燃烧的;回转窑焚烧炉通常是向斜下方向燃烧;多燃烧室焚烧炉的燃烧方向一般是水平向的;液体喷射式焚烧炉、废气焚烧炉及其他圆柱型的焚烧炉可取任意方向,具体形式取决于待焚烧的废物形态及性质。
当燃烧产物中含有盐类时,宜采用垂直向下或下斜向燃烧的设计类型,以便于从系统中清除盐分。
焚烧炉的炉体可为圆柱形、正方形或长方形的容器。
旋风式和螺旋燃烧室焚烧炉采用圆柱形的设计方案;液体喷射炉、废气焚烧炉及多燃烧室焚烧炉虽然既可以采用正方形也可以采用长方形的设计,但是圆柱形燃烧室仍是较好的结构形式。
将耐火的顶部设计成正方形或长方形往往是非常困难的。
大型焚烧炉二次燃烧室多为直立式圆筒或长方体,顶端装有紧急排放烟囱,中、小型焚烧炉二次燃烧室则多为水平圆筒形。
2、送风方式就单燃烧室焚烧炉而言,助燃空气的送风方式可分为炉床上送风和炉床下送风两种,一般加入超量空气100%~300%,即空气比在2.0~4.0之间。
对于两段式控气焚烧炉,在第一燃烧室内加入70%~80%理论空气量,在第二燃烧室内补足空气量至理论空气量的140%~200%。
因第一燃烧室中是缺氧燃烧,故增加空气流量会提高燃烧温度;但第二燃烧室中是超氧燃烧,增加空气流量则会降低燃烧温度。
二次空气多由两侧喷入,以加速室内空气混合及湍流度。
从理论上讲强制通风系统与吸风系统差别很小。
吸风系统的优点是可以避免焚烧烟气外漏,但是由于系统中常含有焚烧产生的酸性气体,必须考虑设备的腐蚀间题。
3、炉膛尺寸的确定废物焚烧炉炉膛尺寸主要是由燃烧室允许的容积热强度和废物焚烧时在高温炉膛内所需的停留时间两个因素决定的。
通常的做法是按炉膛允许热强度来决定炉膛尺寸,然后按废物焚烧所必须的停留时间加以校核。
考虑到废物焚烧时既要保证燃烧完全,还要保证废物中有害组分在炉内一定的停留时间,因此在选取容积热强度值时要比一般燃料燃烧室低一些。
炉排式焚烧炉或炉床式焚烧炉的燃烧室(即炉膛)尺寸,要适应各种炉排及炉床的特殊要求。
首先应按照炉排或炉床的面积热负荷(QR)或机械燃烧强度(Qf)来决定燃烧室截面尺寸,然后再按燃烧室容积热负荷(Qv)来决定炉膛高度。
燃烧室容积热负荷一般为(40~100)×104kJ/(m3h),取决于炉型和废物类型,当计算所得容积过小时应适当放大,以便于炉子的砌筑、安装和检修。
关于废物焚烧炉炉膛尺寸的大小,即允许容积热强度值的高低,与被焚烧的废物种类、热值、燃烧装置的型式及炉内燃烧上况等因素有关。
如果燃烧装置的燃烧效率较高,炉内燃烧温度较高,则可取较高的允许热强度值;反之则取较低值。
以上所提供的数值是对一般情况而言,较合宜的数据将根据不同的物料、炉型等因素参照生产实践而定。
4、燃烧装里与炉膛结构以液体燃料和气体燃料作为辅助燃料时,由于燃烧速度快,通常可将燃料喷嘴与废物设在同一个燃烧室中。
但必须注意,对于热值较低的废液喷嘴或废气喷嘴的设置应远离燃料喷嘴,即要避免冷的废物气流(尤其是含有大量水的废液)喷到燃烧点火区,否则将导致点火区温度急剧下降,使燃烧条件变差,从而影响废液、废气的焚烧。
因此合理地布置燃料喷嘴的位置及废液(废气)喷嘴的位置是很重要的。
即应使废液(废气)喷到燃料完全燃烧后的区域中去;如果一次燃烧不能完全,则应设置二次燃烧喷嘴。
对于固体废物的焚烧,则燃料喷嘴通常是对废物进行加热的。
当焚烧具有相当热值的废液或废气时,只须补充少量的燃料油或煤气。
如有可能可以设计成组合式燃烧喷嘴,组合燃烧喷嘴既作燃料喷嘴.又作废液喷嘴或废气喷嘴。
这样不仅结构紧凑,而且废液(废气)与高温气流的接触情况也有所改善。
设计燃烧喷嘴时应注意的要点有:(1)第一燃烧室的燃烧喷嘴主要用于启炉点火与维持炉温,第二燃烧室的燃烧喷嘴则为维持足够温度以破坏未燃尽的污染气体;(2)燃烧喷嘴的位置及进气的角度必须妥善安排,以达最佳焚烧效率,火焰长度不得超过炉长,避免直接撞击炉壁,造成耐火材料破坏;(3)应配备点火安全监测系统,避免燃料外泄及在下次点火时发生爆炸;(4)废物不得堵塞燃烧喷嘴火焰喷出口,造成火焰回火或熄灭。
5、炉衬结构和材料炉衬材料要根据炉膛温度的高低选用能承受焚烧温度的耐火材料及隔热材料,并应考虑被焚烧废物及焚烧产物对炉衬的腐蚀性。
焚烧碱性废水时,燃烧产物中的碱性熔融物对普通粘土耐火砖的腐蚀性很强,因此要选用氧化铝含量较高的高铝耐火材料,或选用抗碱性腐蚀更好的铬镁质、镁质及铝镁质耐火材料。
为了抵抗盐碱等介质的渗透和浸蚀,并提高材质的抗渣性,一般应选用气孔率较小的材质。
选用焚烧炉炉衬材料时,应注意炉内不同部位的温度和腐蚀情况,根据不同部位工作条件采用不同等级的材质。
如燃烧室最高温度为1400-1600℃,可选用含Al2O3=90%的刚玉砖;炉膛上部工作温度为900-1000℃,锥部设有废液喷嘴,可选用含Al2O3>75%的高铝砖;炉膛中部温度为900℃,但熔融的盐碱沿炉衬下流,炉衬腐蚀较重,可选用一等高铝砖;炉膛下部工作条件基本和炉膛中部相同,当燃烧产物中有大量熔融盐碱时,因熔融物料在斜坡上聚集,停留时间长.易渗入耐火材料中,如有Na2CO3时腐蚀严重,因此工作条件比炉膛中部恶劣,应选用孔隙率较低的致密性材料,如选用电熔耐火材料制品等。
要求衬里不腐蚀、不损坏是不可能的。
通常在有Na2SO3、NaOH 腐蚀时,采用较好的材质,使用寿命也只有2-3年。
对腐蚀性更强的Na2CO3,则使用寿命仅一年左右。
焚烧炉炉衬结构设计除材料的选用上要考虑承受高温、抵抗腐蚀之外,还要考虑炉衬支托架、锚固件及钢壳钢板材料的耐热性和耐腐蚀性,以及合理的炉衬厚度等问题。
应采用整体性、严密性好的耐火材料作炉衬,如采用耐热混凝土、耐火塑料等,以减少砖缝的窜气。
另外炉墙厚度不能过大,炉壁温度应较高,以免酸性气体被冷凝下来腐蚀炉壁。
然而炉壁温度也不应设计得过高,过高的温度会引起壳板变形,影响环境。
6、废气停留时问与炉温废气停留时间与炉温应根据废物特性而定。
处理危险废物或稳定性较高的含有机性氯化物的一般废物时,废气停留时问需延长,炉温应提高;若为易燃性或城市垃圾,则停留时间与炉温在设计方面可酌量降低。
不过一般而言.若要使CO达到充分破坏的理论值,停留时间应在0.5s以上,炉温在700℃以上,但任何一座焚烧炉不可能充分扰动扩散,或多或少皆有短流现象,而且未燃的碳颗粒部分仍会反应成CO,故在操作时,炉温应维持1000℃,面停留时间以1s以上为宜。
若炉温升高,停留时间可以降低;相对地,炉温降低时,停留时间需要加长。
应该指出,确定废气停留时间及炉温时,最重要的是应该参照有关法规的规定而定。
7、进料与排灰系统焚烧炉进料系统应尽可能保持气密性,焚烧系统大多采用负压操作。
若进料系统采用开放式投料或密闭式进料中气密性不佳,冷空气渗入炉内会导致炉温下降,破坏燃烧过程的稳定性,使烟气中CO与粒状物浓度急剧上升。