【工艺研究】灼减率与烟气中CO含量的控制---以危废焚烧系统中的工况调整为例！

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【工艺研究】灼减率与烟气中CO含量的控制---以危废焚烧系统中的工况调整为例！

中国危废产业网 46危废 2021-05-01

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危废焚烧规范要求“焚毁去除率≥99.99%，燃烧效率≥99.9%，焚烧残渣的热灼减率＜5%”。一般来说，灼减率与烟气中CO含量的控制是焚烧处理技术的关键点。

炉内氧量的控制非常重要，密封结构是关键，合理的密封结构可解决漏风问题，密封性良好的焚烧炉系统无漏风，空气量在燃烧过程中按需要有控制地被送入，固体废物在炉内处于缺氧适温干馏的环境，以释放其挥发份，然后燃烧固定碳，并升高炉温，也就是将废物通过气化或干馏，与固定废物的燃烧安排在不同的地方和时间，避免二者混在一起，不会产生结焦或爆燃。

该文以危废焚烧系统中的工况调整为例，对灼减率与烟气中CO含量的控制进行了研究。

热灼减率的概念及一般要求

热灼减率是指焚烧残渣经灼热减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。其计算方法如下；

P=（A-B）÷A×100% （1）（1）式中：P为热灼减率，%；A为焚烧残渣经110℃干燥2h后在室温下的质量，g，其中还含有未燃烧的物质；B为焚烧残渣经600℃（±25℃）3h 灼热后冷却至室温的质量，g，认为是可燃物完全燃烧后的质量。热灼减率及 CO 含量的控制 对热灼减率的控制来说，炉内氧量的控制非常重要，密封结构是关键。合理的密封结构可解决漏风问题。危险废物的组成成分复杂而多变，相应的其燃烧过程也非常复杂，一般将废物焚烧依次分为干燥、热解、燃烧和燃烬四个阶段。这四个阶段没有明显的界线，在焚烧处理上有时间和过程的先后特定的排列。当废物在进入焚烧炉后首先干燥，其中大部分有机物在高温下着火和热解。营造回转窑内控氧环境对废物的热解作用非常重要。一般来说，热灼减率及CO含量的控制措施主要分为以下三种。

焚烧炉内采取的措施

为了保证热解燃烧的条件，应尽量避免由密封不佳造成的大量不可控制的漏风进入炉内，扰乱炉内的氧含量和温度场；良好的密封不仅可以避免过氧燃烧炉内温度控制不住而造成太大的影响，而且有利于废物中的有机物热解产生烷烃类气体、固相可燃物，最终在二燃室内和二次风充分混合后得到充分地燃烧燃烬。

密封良好，炉内含氧量的多少可通过调节一次风的进风量来进行有效控制，并充分考虑如何控制一次风的进风量，运行人员可根据炉内温度对一次风机开度进行控制，也可预先设定一次风机开度并与炉内温度进行联锁，以达到对焚烧系统进行最优化控制的目的。

当焚烧系统无漏风，空气量在燃烧过程中按需要有控制的送入时，固体废物在炉内处于缺氧适温干馏以释放出其挥发份，然后燃烧固定碳并升高炉温，也就是将废物通过气化或干馏与固定废物的燃烧有着不同的地方和时间，避免二者混在一起，不会产生结焦或爆燃。①采用密封性较好的密封型式，一次风机采用变频控制，通过对一次风供给有效的控制达到控制燃烧必要的份额。②采用变频控制，根据物料焚烧情况，及时调整物料移动速度，加快或减弱物料在炉内的翻转，物料在炉内的旋转过程中被带到上部然后靠自身重力以飞行抛物线方式下落，在下落过程中与空气可以充分接触，使废物气化、燃烧、燃烬得过程加快；相反，若物料在炉内基本不翻身，属于层燃，那么物料与空气的接触机会就低，废物的气化、燃烧和燃烬的过程就变得缓慢。

二燃室内采取的措施

二次风在二燃室内扰动示意图如图 1 所示。

二次风在二燃室内扰动示意图传统二燃室供风仅设置变频风机一台，实际运行中为适应不同的焚烧物料，有时二次风机运行频率较低，这时风压相对较低，无法保证二次风的高刚度，为此对工艺进行优化，将一台二次风机供风变更为两台二次风机，一台风机低风量高风压不变频，提供足够的刚度确保二燃室内烟气的湍流度，另一台风机高风量低风压变频，用于根据焚烧工况调节二次风量，确保焚烧所需的燃烧空气。危废物料具有复杂性，设备对二次风的需求量变化较大，高风量低风压变频风机，可根据二燃室内焚烧状况变频调节风量，保证由足够的燃烧空气，烟气中有机物才能燃尽。

危险废物焚烧二燃室出口烟气温度为1100~1200℃，停留时间在2.5s以上，高风压风机提供高压二次空气切向进风，风速大于30m/s，对烟气进行强烈扰动，加强与烟气混合，一方面不会发生烟气短路，另一方面二噁英也能进一步降低。烟气中含氧量 6% ~10%（干烟气），出口氧含量联锁控制。焚毁去除率≥ 99.99%；燃烧效率≥ 99.9%。

设置炉排焚烧

在德国、日本和韩国，炉排是使焚烧危险废物燃烬并使残渣的热灼减率＜5%的最为有效的措施之一。

(1)在850℃的环境下，在回转窑后增加一个炉排式的焚烧设备，延长固体及难烬的物料在炉内的停留时间，焚烧彻底。

(2)炉排单独供风，且往复运动变频控制；炉排运行频率和移动行程均可调，能有效地控制废物在炉排上的运动状态。可根据炉排上物料堆积厚度和焚烧情况，调节废物推进速度，并使废物充分翻滚和混合，以及从炉排下合理的向上配风，更有利于废物的燃烬。顺推式往复炉排上继续焚烧和通过调节炉排的运动和配风，使残渣彻底获得燃烬，确保炉渣热灼减量＜ 5%。

本文重点介绍了在垃圾焚烧中灼减率与烟气中CO含量的控制措施。在焚烧系统工艺中，灰渣热灼减率的控制是非常重要，焚烧炉灰渣的热灼减率反映了垃圾的焚烧效果。

对灰渣热灼减率的控制，可降低垃圾焚烧的机械未燃烧损失，提高燃烧的热效率，同时减少了垃圾残渣量，提高垃圾焚烧后的减容量；灰渣热灼减率可以通过物料前进速度的调节，垃圾的特性及合理配风来控制。

焚烧灰渣的热灼减率是判定焚烧炉正常与否最有力的依据，可以推算焚烧的完成状况。如何调整工况，尽量降低炉渣的热灼减量是整个焚烧系统的重中之重，应当做为整个系统调整的主要目标。

来自：《中国资源综合利用》

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