污泥焚烧的影响因素

时间:2023-07-05来源:佚名

污泥焚烧过程的影响因素很多,其中污泥性质、焚烧温度、停留时间、过剩空气系数是主要的影响因素,也是反应焚烧炉性能的主要指标。

(1)污泥的性质

影响污泥焚烧效果的因素主要有污泥的热值、含水量、成分等。一般来说,含水量越低,热值越高,可燃成分越多,燃烧过程就越容易进行,燃烧效果也越好。图1所列为不同污泥的干基热值。

污泥焚烧的影响因素

图1 不同污泥的干基热值

根据经验,有机固体的干基热值(Q)与焚烧性存在以下关系:Q<3340kJ/kg,可燃烧但需辅助燃料;3340kJ/kg6000kJ/kg,可稳定燃烧供热或发电。

由图1可见,各类污泥的干基热值均大大超过6000kJ/kg,所以干污泥具有很好的可焚烧性。但考虑到工程实际,脱水后的污泥含水率一般在70%~80%,挥发性固体仅占70%左右,因此,可对湿污泥的燃烧热值估计如下:

污泥焚烧的影响因素

污泥焚烧

取干基热值高的新鲜污泥,干基热值平均约为Q干=16000kJ/kg,当含水率为80%时,热值Q湿=Q干(1-80%)=3200kJ/kg;当含水率为70%时,热值Q湿=Q干(1-70%)=4800kJ/kg。

考虑到湿污泥焚烧时去除水分还需要消耗能量,因此,湿污泥的焚烧性并不理想,一般需要加辅助燃料方可稳定燃烧。新鲜污泥热值较高,消化污泥热值较低,一般需要加辅助燃料方可稳定焚烧。

污泥是有机物和无机物的综合,含有很高比例的水分,70%间隙水,20%左右的毛细结合水,7%左右的表面黏附水及3%左右的内部水。污泥的热值与其水分密切相关。图2显示了含水量和热值之间的关系。

污泥焚烧的影响因素

图2 污泥含水量和热值之间的关系

(2)焚烧温度

污泥的焚烧温度一般是指污泥焚烧所能达到的最高温度,比其着火温度要高得多。通常来说,焚烧温度与污泥的燃烧特性有直接关系,污泥的水分越低热值越高,焚烧温度也就越高,燃烧速度越快,污泥焚烧就越完全,焚烧效果也越好。

但是,焚烧温度却不宜随意提高。因为,虽然提高焚烧温度有利于污泥的干燥和燃烧,并分解和破坏污泥中的有机毒物,但过高的焚烧温度不仅会增加燃料消耗量,而且会增加污泥中金属的挥发量及焚烧烟气中氮氧化物的数量,从而引起二次污染。

同时,污泥焚烧温度与污泥在焚烧设备内停留时间的长短有关,大多数有机物的焚烧温度范围为800~1100℃,通常为800~900℃。

污泥焚烧的影响因素

污泥焚烧

(3)停留时间

污泥在焚烧炉内停留时间的长短直接影响焚烧的完全程度,停留时间也是决定炉体容积尺寸的重要依据。一般认为,为了使污泥实现完全燃烧,其在炉内的停留时间与其含水量有一定的关系,污泥含水量越大,干燥所需的时间就越长,污泥在炉内的停留时间也就越长。此外,良好地搅拌与混合有助于使污泥的水分更易蒸发,从而缩短其所需停留时间,同时,停留时间也意味着燃烧烟气在炉内所停留的时间,而此时间的长短决定了气态可燃物燃烧的完全程度。一般来说,燃烧烟气在炉内停留的时间越长,气态可燃物的完全燃烧程度就越高。

污泥焚烧的影响因素

污泥焚烧

(4)过剩空气系数

在实际的燃烧系统中,仅供给理论空气量,氧气与可燃物质未必能达到完全混合及反应的程度,很难使其完全燃烧,故实际焚烧过程中必须送入多于理论空气量的助燃空气,以使污泥与空气更加充分的混合燃烧。

过剩空气系数对污泥的燃烧状况有很大的影响,供给适量的过剩空气是有机物完全燃烧的必要条件。合理的过剩空气有利于污泥与氧气的充分接触,强化污泥的干燥和燃烧。但过剩空气系数却并非越大越好,过剩空气系数过大不仅会降低炉内的燃烧温度,增加了能耗,而且还增大了燃烧烟气的排放量。

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