垃圾焚烧过程受热面积灰烧结特性探讨.doc

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1、垃圾焚烧过程受热面积灰烧结特性探讨摘要：在对生活垃圾进行焚烧的过程中，焚烧设备的运行的效率与安全性容易受到受热面烧结积灰问题的影响。在实现垃圾处理无害化与资源化处理的过程屮，对垃圾焚烧过程受热曲积灰烧结特征进行分析具有非常重要的意义。本文通过垃圾焚烧炉取样与小型实验的方法对垃圾焚烧积灰的烧结机理与特征进行了分析，为垃圾焚烧设备运行的优化提供了指导与参考O关键词：垃圾焚烧；积灰；烧结；特性随着我国城市化进程的不断发展与人们生活水平的不断提高，所产生的生活垃圾也不断增加，垃圾处理问题逐渐成为了制约城市与环境发展的关键

2、因索。实现垃圾处理的无害化与资源化已经成为了垃圾处理的共识。在垃圾的回收利用中难免会产生废弃物，当前针对废弃物的处理主耍包括填埋、牛物化学处置、热处置三种方法，其中热处置一一焚烧法在我国的应用较为广泛。一、我国垃圾焚烧的现状当前，垃圾焚烧是我国垃圾处理的主要方式，具有无害化、减量化、资源化等特点。垃圾焚烧过程中耍想最人限度地实现无害化与资源化，垃圾焚烧设备的安全、高效、连续运行是其屮的关键。我国的牛活垃圾具有品味低、组分复杂等特点，在焚烧的过程中存在着很多影响设备运行的问题，积灰问题就是其中比较重要的问题之一。生

3、活垃圾的品位较低、成分复杂，在焚烧的过程中很容易产生积灰、磨损、腐蚀等问题，对焚烧炉的安全、稳定运行造成影响。其中积灰沾污不仅仅会造成能量转化效率的降低，又常常是引起其它运行事故的诱因。所有的燃烧设备中都存在着积灰问题，垃圾焚烧设备也同样如此，轻微的积灰并不会焚烧设备产牛较大的影响，只有在过度积灰的情况下才会对焚烧设备产生危害。一方面，严重的积灰问题会导致焚烧炉受热面传热效率大幅度下降，造成垃圾处理能力与能量利用效率的降低；另一方面积灰可能会导致烟气流通面堵塞，出现烟气偏流的情况，导致焚烧设备运行形成运行故障隐患

4、。在焚烧炉设计与运行的过程中，一方面采用设备防积灰措施降低焚烧设备积灰情况；另一方血采用吹灰手段来缓解受热血的积灰问题。但是这些方式的清灰效果并不理想，最终导致积灰烧结情况的出现，形成恶性循环。二、垃圾焚烧炉受热面积灰的生长特性在垃圾焚烧炉的尾部烟道中，各个受热面都会出现积灰的现象，而粘结性积灰主要出现在过热器与省煤器Z间。粘结性积灰对受热面的影响要比松散性积灰更大，而口其生长速度更快、清理更加困难。影响粘结形结合的因素包括多个方面，其中最为关键的就是烧结、多相反应。在垃圾焚烧炉尾部受热面积上，在低于灰熔点的温度

5、之下会出现积灰烧结的情况，在气固与多相反应的作用之下形成Ca-s性粘结积灰。积灰的烧结过程属于化学反应过程。在对垃圾焚烧炉烧结积灰进行分析的过程中，烧结积灰断面结构从过热器到省煤器随着烟气温度的降低而逐渐稀疏，在积灰中包含了少量钙的硅酸盐，这可能是形成烧结积灰熔融相的原因。在不同受热面的烧结积灰中，Ca>S的含量存在一定的差异，对流受热面的烟温在600°C左右，其积灰中包含最大量的5、So按照生成顺序进行划分，垃圾焚烧炉高温受热面烧结积灰包括根部、生长段两个方面，其中根部乂划分为内层、过渡层与外层三个部分。沿着受

6、热面烧结积灰的生长方向，Ca>S的变化趋势大体上是一致的，根部与生长段相比，钙、氯含量较高，而硅、铝含量较低，硫含量基本相同。在根部，与过渡层与外层相比，内层的碱金属钠、钾的含量较高。三、垃圾焚烧积灰硫酸盐化分析通过对垃圾焚烧炉受热面积灰特性的分析发现，致密积灰的形成的过程中往往包含着高度的硫酸盐化。焚烧炉内的飞灰可以直接参与脱硫，但是积灰形成并不相同，其硫酸盐化并不是在气固充分混合的条件下形成的，而是在烟气冲刷掠过积灰表面的过程中进行的，其脱硫的速度比炉内飞灰要慢很多。虽然这种积灰硫酸盐化对积灰脱硫的贡献比较小

7、，但是对积灰烧结致密化过程却具有较大的影响。因此，对积灰硫酸盐化进行研究,明确硫酸盐化的影响因素具有非常重要的意义。在400°C到750°C的温度区间中，垃圾焚烧积灰的硫酸盐化反应受到扩散过程的控制，温度并不是硫酸盐化反应最主要的决定因素；600°C是硫酸盐化反应进行的最适宜温度段。如果温度较高，积灰硫酸盐化反应的产物分解较快，将会导致硫酸盐化的转化率不高；但是较高的温度利丁硫酸盐化反应持续反应能力的提高。在垃圾焚烧积灰的硫酸盐化反应中，S02的浓度越大，反应的速度越快。除S02之外，烟气中还包含HC1成分，该成

8、分对硫酸盐化反应的影响比较复杂，当S02的浓度较低时，HC1对硫酸盐化反应有着阻碍作用；当S02浓度较高时，HC1在低温情况下对硫酸盐化产生促进作用，在高温下对硫酸盐化的影响并不明显。积灰中C&0含量越高，硫酸盐化的反应过程增重量就越大，积灰更加容易实现团聚，但是积灰屮可反映物质的转化率增长速度要高于CaO含量较低的积灰，主要的原因是积灰中所包含的惰性物质能够对反应产物进