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生活垃圾焚烧炉炉型及炉内配风对燃烧的影响研究

来源:工程技术研究 时间:2019/11/4 12:37:00

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生活垃圾焚烧采用炉排炉已成为行业的标准配置,本文通过对行业内几种常见焚烧炉结构的详细分析,从炉排形式、炉拱形式及炉内配风方式等多方面来说明这些因素对燃烧的影响,为该行业焚烧炉结构设计及优化提供理论参考。

1 概述

生活垃圾焚烧技术起源于欧洲,随后美国、日本等发达国家也相继研发出适合生活垃圾焚烧的各种炉型,但与我国生活垃圾与国外生活垃圾存在很大不同。

我国生活垃圾来源多样、成分复杂,其中厨余占有较大比例,加之饮食结构中水分较高,垃圾的含水量同厨余比例有着较高的相关性,生活垃圾中总体含水量高,一般为40%~60%,高于欧美国家10%~30%的水平;

我国的总体发展水平低于西方国家,纸类、塑料类等生活垃圾中的热量源比例低,而砖瓦陶瓷类的垃圾成分偏高,目前我国的生活垃圾平均热值(高位)在5337kJ/kg,且不可燃质的比例高。

同时,随着我国经济和社会发展水平的不断提高,城市生活垃圾中可燃质比例增加,垃圾的平均热值也会不断提高。

早期我国在引进国外垃圾焚烧炉时,有部分焚烧炉由于不能适应我国的垃圾特性,不得不对原有炉型进行改造,因此研究各大主流焚烧炉炉型及其各自的配风对燃烧的影响是十分必要的。

2 生活垃圾的燃烧过程

生活垃圾炉排炉焚烧技术是生活垃圾通过焚烧方式处理时使用最多、分布最为广泛的技术,其基本过程如图1所示。

生活垃圾焚烧采用炉排炉已成为行业的标准配置,本文通过对行业内几种常见焚烧炉结构的详细分析,从炉排形式、炉拱形式及炉内配风方式等多方面来说明这些因素对燃烧的影响,为该行业焚烧炉结构设计及优化提供理论参考。

1 概述

生活垃圾焚烧技术起源于欧洲,随后美国、日本等发达国家也相继研发出适合生活垃圾焚烧的各种炉型,但与我国生活垃圾与国外生活垃圾存在很大不同。

我国生活垃圾来源多样、成分复杂,其中厨余占有较大比例,加之饮食结构中水分较高,垃圾的含水量同厨余比例有着较高的相关性,生活垃圾中总体含水量高,一般为40%~60%,高于欧美国家10%~30%的水平;

我国的总体发展水平低于西方国家,纸类、塑料类等生活垃圾中的热量源比例低,而砖瓦陶瓷类的垃圾成分偏高,目前我国的生活垃圾平均热值(高位)在5337kJ/kg,且不可燃质的比例高。

同时,随着我国经济和社会发展水平的不断提高,城市生活垃圾中可燃质比例增加,垃圾的平均热值也会不断提高。

早期我国在引进国外垃圾焚烧炉时,有部分焚烧炉由于不能适应我国的垃圾特性,不得不对原有炉型进行改造,因此研究各大主流焚烧炉炉型及其各自的配风对燃烧的影响是十分必要的。

2 生活垃圾的燃烧过程

生活垃圾炉排炉焚烧技术是生活垃圾通过焚烧方式处理时使用最多、分布最为广泛的技术,其基本过程如图1所示。

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图1炉排炉焚烧过程示意图

料仓中的生活垃圾经推料器推入炉膛中的炉排上,生活垃圾中的有机部分在炉排上充分燃烧转化为气体,可燃气体在上部炉膛中继续燃烧、燃尽,燃烧所产生的热量通过换热面进行回收,烟气被冷却,最终产生的烟气经过烟气处理设备净化后排入大气。

在炉排上,生活垃圾在进入炉排后,由炉排片运动的驱使向前移动,大体上经过干燥、热解、焦炭的燃烧以及燃尽四个过程后成灰。

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图2炉排上生活垃圾燃烧过程

如图2所示,生活垃圾在炉排片的混合作用下,处在料层不同高度的垃圾得以在一定程度上实现上述过程同步进行,因而在炉排上可形成区别明显的几个区域:干燥区、热解与燃烧阶段、燃尽阶段。