回转窑内燃料的燃烧
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分级燃烧的工作原理主要基于燃料的不同燃烧特性和热力学原理。
分级燃烧将燃料、燃烧空气及生料分别引入,以尽量减少NOx形成并尽可能将NOx还原成N2。
具体来说,分级燃烧涉及多个燃烧阶段,包括回转窑阶段、窑进料口、燃料进入分解炉内煅烧生料以及引入三次风完成剩余的煅烧过程。
在分级燃烧过程中,燃烧所需的空气量被分成两级送入。
第一级燃烧区内过量空气系数小于1,使得燃料在缺氧的条件下燃烧,降低了燃烧速度和温度,从而抑制了燃料型NOx 的生成。
同时,燃烧生成的一氧化碳与氮氧化物进行还原反应,进一步抑制了NOx的生成。
然后,将燃烧用空气的剩余部分以二次风(燃尽风)形式送入,使燃料进入空气过剩区域(作为第二级)燃尽。
虽然这时的空气量多,但由于火焰温度低,第二区内也不会生成很多的NOx,因此总的NOx生成量是降低的。
此外,分级燃烧还可分为燃料分级和空气分级两大类。
燃料分级是将燃料由燃烧室的不同位置引入到燃烧区中,而空气分级则是将氧化剂由不同位置引入。
根据分级位置的不同,分级燃烧又可分为径向分级和轴向分级。
总的来说,分级燃烧通过控制燃烧过程中的空气和燃料
供应,实现了更高效的能量利用和更低的污染物排放,为燃烧技术提供了一种更为环保和经济的解决方案。
7.危险废物焚烧处理车间设计7.1设计基本参数表7-1焚烧炉设计基本参数注:烟气排放性能保证值达到相关要求。
7.2危险废物特性危险废物的设计低位热值:3500Kcal/kg。
危险废物的特性参数设计基准值取值如下:表7-2焚烧物料基本参数爆炸性危废不能进入危险废物焚烧系统,有爆燃性的危废需通过与其他危废配伍后才能焚烧;7.3排放要求焚烧炉外排烟气中执行《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)表3中焚烧容量为300-2500kg/h浓度限值要求。
表7-3《危险废物焚烧污染控制标准》烟气排放要求注:在测试计算过程中,以11%O2(干气)作为换算基准。
焚烧炉排气筒高度满足《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484-2001的规定,焚烧量2000~2500kg/h,排气筒最低允许高度50m。
焚烧炉排气筒按GB/T16157的要求,设永久采样孔,安装用于采样和测量的设施。
7.4焚烧总体工艺设计图7-1焚烧处理工艺流程图7.4.1 废物进料系统本系统物料入炉方式采用分系统进行设计,分为固体、半固体物出渣机回 转 窑布袋除尘器多组分燃烧器二级洗涤塔洗涤泵污水站一级洗涤塔补水推料机构链板输送机液压缸软化水箱软水器自来水锅炉给水泵多组分燃烧器水冷夹套烟囱干法脱酸塔固态危险废物行车控制计量雾化设备燃料油出灰出灰出灰出灰引风机湿式电除尘器冷却循环系统碱 液二级循环水池一级循环水池称重加药系统石灰仓罗茨风机一次鼓风机废气接口冷却泵进料斗及二级密封门溶液储罐氨水雾化泵喷枪急 冷 塔雾化泵站急冷水箱废液助燃风机换热器称重加药系统活性炭罗茨风机分汽缸排水泵二次鼓风机废液助燃风机液态危险废物冷却塔控制计量雾化设备包装废弃物斗式提升机二 燃 室余热锅炉洗涤泵液压缸泵液压站自来水一级循环水池料坑废气急冷水箱一级循环水池自来水料,液态物料、气态物料等。
固体物料经过破碎后进入料坑,再进入炉内焚烧。
同时包装类的固体物料或者瓶装的物料通过斗提上料机进入炉内焚烧。
回转窑内的化学反应(物理化学)当入窑生料的分解率达到85%以上后,CaO与其他酸性氧化物进一步发生固相反应,生成除C3S外的所有矿物。
当物料温度达到1200℃时化学反应更为激烈,当温度达到1300℃后固相反应结束,生成C3A、C4AF、C2S,并剩余部分CaO,物料到烧成带后温度为1300~1450~1300℃,熟料中不可缺少的C3S在此形成。
物料温度达到1300℃以上,部分物料熔融,出现液相,C2S溶解在液相中与CaO发生化学反应生成C3S,边生成边析出。
当物料温度达到1450℃时是C3S化合反应的高峰,随C3S的不断生成,C2S和CaO的浓度不断降低,物料前进温度下降,到1300℃以下时液相开始凝固,C3S生成反应结束,未化合的CaO呈游离状态存在于熟料中。
预分解窑冷却带很短,熟料在该带和下料口处被急速冷却,使C2S和C3S从液相中析出,部分凝结为玻璃质,改善熟料的质量,提高了易磨性。
实践证明:C3S的生成,在配合料适当,生料成分稳定的条件下,与烧成温度和反应时间有关,C3S的生成温度范围一般为1300~1450~1300℃,它是决定水泥熟料质量的关键,若温度有保证,则生成的液相量较多且粘度较小,有利于C3S的形成,熟料质量好。
一般情况下1450℃下C3S的形成非常迅速。
此外,C3S的形成还要有一定的反应时间,煅烧设备应达到保证物料在此高温下保持这一时间。
而热量的消耗是为了达到烧成温度。
七、烧成系统的三种风一次风:输送煤粉和帮助煤挥发份燃烧(供O2),一次风在不回火的情况下,应尽量减少。
煤的挥发份大时应大些(因为一次风量过低,挥发份不能迅速燃烧,会使火焰拉长,温度降低)。
过高则造成二次风不足。
二次风:从篦冷机冷却熟料后上来入窑的风。
它的主要作用是帮助燃料燃烧。
三次风:从篦冷机上来,与熟料热交换后,一部分通过三次风管通到分解炉内为炉煤燃烧提供一定的温度(充分利用篦冷机的余热)和O2。
一般预分解窑的液相量应控制在24%~25%。