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      生物質(zhì)鍋爐新聞動態(tài)

       

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      高低差速床焚燒生物質(zhì)垃圾的研究

      發(fā)布時間:2013-01-12 15:07    來源:未知

      O、前言
          隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人們在開發(fā)資源和制造產(chǎn)品的過程中,必然產(chǎn)生廢物,生物質(zhì)垃圾便是其中一種,如工業(yè)廢物的糠醛渣、紙漿;農(nóng)業(yè)加工產(chǎn)生的木薯渣、稻殼、秸桿等,如何處理這些垃圾己越來越來成為人們關(guān)注的問題,如處理或處置不當(dāng),就會對環(huán)境造成不同程度的影響和危害,而且還會帶來資源的浪費,用生物質(zhì)垃圾作為鍋爐燃料既可節(jié)約能源又可改善環(huán)境,具有很大的經(jīng)濟和社會價值;現(xiàn)在通用的垃圾焚燒系統(tǒng)主要有垃圾層燃、流化床式燃燒、回轉(zhuǎn)筒式焚燒系統(tǒng)。流化床焚燒方式具有投資省,燃燒穩(wěn)定,排放低,適應(yīng)低熱值燃料等特點,非常適合我國國情。高低差速流化床技術(shù)能在床內(nèi)形成強烈的內(nèi)循環(huán),很適合燃燒垃圾這種特種燃料。
      1、高、低差速床垃圾焚燒基本技術(shù)原理
          高低差速流化床鍋爐技術(shù)是一種床內(nèi)循環(huán)技術(shù),它采用一定高度的隔墻將爐床分為主燃燒區(qū)與傳熱區(qū)。主燃燒區(qū)習(xí)慣稱主床,傳熱區(qū)稱副床。在結(jié)構(gòu)位置上副床與主床存在一定高度差,主床低一點。在隔墻下部開有若干個孔,使兩床相互連通,副床上布置有浸泡受熱面,而主床則沒有。在主副兩床采用單獨的風(fēng)室供風(fēng),以不同風(fēng)速分別向兩個分床鼓風(fēng),形成高速床與低速床。主床為高速床,副床為低速床。
          由于高低速兩床流化時的床高和空隙率不同,形成如圖1所示的壓力分布特性。在下部孔口形成從低速床向高速床的壓差,使顆粒通過孔口從低速床向高速床運動。隔墻上部形成由高速床向低速床的壓差,使顆粒由高速床向低速床運動,這樣顆粒通過下部孔口從低速床向高速床運動,在高速床中顆粒上升,再從隔墻上部由高速床進入低速床,在低速床中顆粒下沉,又通過下部孔口回流入高速床(見圖2)。
      生物質(zhì)鍋爐顆粒機生物質(zhì)鍋爐顆粒機生物質(zhì)鍋爐顆粒機
          當(dāng)鍋爐運行時,燃料從主床側(cè)給入,進入爐床的燃料在主床上進行預(yù)熱與燃燒,由于主床中未布置受熱面,高溫未燃燼的燃料循環(huán)進入傳熱區(qū)進行燃燼并與浸泡受熱面進行熱交換;降溫后的床料由副床進入主床,與主床的床料進行傳質(zhì)傳熱過程以平衡溫度。主床與副床的循環(huán)流率大小除了影響顆粒燃燼外,還影響主床與副床的溫度平衡,最終關(guān)系到鍋爐的安全運行。
      高低差速床在燃燒垃圾時,由于床內(nèi)存在強烈的回流與循環(huán),當(dāng)垃圾給入時垃圾顆粒在床內(nèi)與高溫床料發(fā)生碰撞、撕扯破碎與拖曳,這大大延長了低比重的垃圾在床層停留時間,有利于垃圾發(fā)生預(yù)熱、干燥、氣化、燃燒等過程,直至燃燼。
      2、燃糠醛渣高、低差速床鍋爐
      2.2爐型與總體結(jié)構(gòu)
      燃糠醛渣高、低差速床鍋爐總體布置如圖3所示。
       生物質(zhì)鍋爐顆粒機
      2.3燃糠醛渣高、低差速床鍋爐設(shè)計措施
          1.燃燒設(shè)備?啡┰且环N密度較輕(約為405kg/m3),含灰量低且水份含量高(一般40%~50%)的生物質(zhì)渣料,發(fā)熱值只有9 462.3 kj/kg,鍋爐設(shè)計時給渣料既要保證落入沸騰層內(nèi),又要考慮沸騰床料的穩(wěn)定,并使渣料能有效的干燥、著火,而差速流化床的設(shè)計能完美地解決以上問題。該燃燒技術(shù)的要點是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床( FBC)單一流化床面,而采用不同流化風(fēng)速的多層床面“差速流化床”結(jié)構(gòu)。煤從高速床進入,在高速床內(nèi)物料按不同粒徑分離,細顆粒溢流于低速床,因低速床顆粒細,故低速床所用風(fēng)量小,風(fēng)速較低,這樣水量大、密度小的糠醛渣能很順利的進入沸騰層內(nèi);鍋爐運行時,沸騰段密相區(qū)內(nèi)高、低速床之間不斷進行物料循環(huán),料層溫度一般在850℃~ 950℃之間,且料層厚度為1.1 m~1.2 m,因此密相區(qū)料層的蓄熱量很大,而且傳熱強烈,故含水量大的渣料能順利烘干,著火燃燒。在此過程中低速床的埋管受熱面與高溫物料之間進行了熱交換,低速床的物料冷卻了高速床中的物料,由于低速床流化風(fēng)速很低(1.5 m/s)且物料顆粒細,故埋管受熱面磨損很小。
          2.采用寬大爐膛設(shè)計及二次風(fēng)。由于糠醛渣含水量很高,燃燒時爐內(nèi)的煙氣體積大,為了減慢爐膛內(nèi)的煙氣上升速度,保證足夠的停留時間,因而爐膛需設(shè)計得比較高大。
          其次,糠醛渣的揮發(fā)份很高,勢必考慮在稀相區(qū)燃燒大量的可燃氣體,故我們在距布風(fēng)板4m和4.5m處布置了二層切圓二次風(fēng),形成了強烈旋轉(zhuǎn)的上升氣流,延長氣體及細小顆粒在爐內(nèi)的停留時間,加強可燃氣體和二次風(fēng)的強烈混合,提高燃燒效率。
          3.采用負壓進渣料。糠醛渣潮濕,進料時易形成搭橋,故采用播煤風(fēng)將渣料打散,使其進入床內(nèi)后能均勻烘干、著火。
          4.鍋爐運行后的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。鍋爐自投建以來,至今一直運行安全穩(wěn)定。每小時可焚燒糠醛渣8t左右,日處理廢渣近200 t,相當(dāng)于每日可節(jié)省約65 t標(biāo)準(zhǔn)煤,若按每噸標(biāo)準(zhǔn)煤300元,年運行300天計算,每年可節(jié)省人民幣585萬元,投資回收僅需一年,且又消除了廢渣堆積給土壤和水資源帶來的污染,減少了土地的占用率,因而具有極高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
      3、結(jié)束語
          筆者所在的公司從事生物質(zhì)燃料高、低床燃燒的開發(fā)、設(shè)計、制造已有多年,產(chǎn)品己形成系列化(鍋爐蒸發(fā)量從15 t/h~75 t/h),現(xiàn)在正不斷的向更深、更廣的方面發(fā)展,為環(huán)保工程出一份力。
          三門峽富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐以及生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等機械設(shè)備,同時我們也有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。

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