污泥焚燒工藝的主要影響因素
焚燒的目的側(cè)重于減量(或減容)和燃燒后產(chǎn)物的安全化、穩(wěn)定化方面,這一點(diǎn)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(chǔ),要使燃料完全燃燒。支配燃燒過程的有3個(gè)因素:時(shí)間、溫度、廢物和空氣之間的混合程度。這3個(gè)因素有著相互依賴的關(guān)系,而每一個(gè)因素又可單獨(dú)對(duì)燃燒產(chǎn)生影響。
1 時(shí)間
燃燒反應(yīng)所需的時(shí)間就是燒掉固體廢物的時(shí)間。這就要求固體廢物在燃燒層內(nèi)有適當(dāng)?shù)耐A魰r(shí)間。燃料在高溫區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)超過燃料的燃燒所需的時(shí)間。一般認(rèn)為,燃燒時(shí)間與固體廢物粒度的1~2次方成正比,加熱時(shí)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(shí),停留時(shí)間將取決于燃燒室的大小和形狀。反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快,所以在較高的溫度下燃燒時(shí)所需的時(shí)間較短。因此,燃燒室越小,在可利用的燃燒時(shí)間內(nèi)氧化一定量的燃料的溫度就必須愈高。
固體粒度愈細(xì),與空氣的接觸面愈大,燃燒速度快,固體在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間就短。因此,確定廢物在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間時(shí),考慮固體粒度大小很重要。
2 溫度
燃料只有達(dá)到著火溫度(又稱起燃點(diǎn)),才能與氧反應(yīng)而燃燒。著火溫度是在氧存在下可燃物開始燃燒所必須達(dá)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(xù)進(jìn)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(nèi)停留的時(shí)間短,而且此時(shí)燃燒速度受擴(kuò)散控制,溫度的影響較小,即使溫度上升40℃,燃燒時(shí)間只減少1%,但爐壁及管道等容易損壞。當(dāng)溫度較低時(shí),燃燒速度受化學(xué)反應(yīng)控制,溫度影響大,溫度上升40℃,燃燒時(shí)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(nèi)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(duì)具體的廢物燃燒過程,需要根據(jù)物料的特性和設(shè)備的類型等因素確定過剩氣量。但除了空氣供應(yīng)充足,還要注意空氣在燃燒室內(nèi)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(dǎo)致不完全燃燒產(chǎn)物的生成。對(duì)于廢液的燃燒,混合可以加速液體的蒸發(fā);對(duì)于固體廢物的燃燒,湍流有助于破壞燃燒產(chǎn)物在顆粒表面形成的邊界面,從而提高氧的利用率和傳質(zhì)速率,特別是擴(kuò)散速率為控制速率時(shí),燃燒時(shí)間隨傳質(zhì)速率的增大而減少。
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