當(dāng)前,工業(yè)廢物燃燒爐的關(guān)鍵評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三個(gè)方面:一是爐排的型式;二是爐排的運(yùn)動(dòng)方式與強(qiáng)度;三是爐排傾角以及廢物在爐排面上的移動(dòng)方向。只有滿足這三大標(biāo)準(zhǔn),才能有效確保廢物及時(shí)著火、充分燃燒并完全燃燼。通常,爐排會(huì)被劃分為干燥與著火區(qū)、主燃燒區(qū)以及灰渣燃燼區(qū)這三個(gè)區(qū)域。
工業(yè)廢物燃燒爐技術(shù)歷經(jīng)近130年的發(fā)展,技術(shù)不斷成熟,設(shè)備日益完善,應(yīng)用范圍也愈發(fā)廣泛。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,目前主流的廢物燃燒系統(tǒng)主要包括以下幾種類(lèi)型:
此類(lèi)系統(tǒng)涵蓋翻滾爐排、水平往復(fù)推飼爐排以及傾斜往復(fù)爐排(包含順推和逆推傾斜往復(fù)爐排)等。層燃燃燒方式的一大優(yōu)勢(shì)在于,廢物無(wú)需進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。翻滾爐排和往復(fù)爐排具有出色的撥火效果,尤其適用于低熱值、高灰分的城市廢物燃燒。
該系統(tǒng)采用廢物懸浮燃燒的方式,使空氣與廢物充分接觸,從而保證良好的燃燒效果。然而,流化床燃燒對(duì)燃料要求較高,需要顆粒大小均勻且給料均勻,因此難以處理大塊廢物。這就導(dǎo)致流化床式燃燒系統(tǒng)對(duì)廢物預(yù)處理要求苛刻,限制了其在工業(yè)廢棄物和城市廢物燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。
旋轉(zhuǎn)筒式燃燒爐的工作原理是將廢物投入連續(xù)、緩慢滾動(dòng)的筒體內(nèi)進(jìn)行燃燒,直至燃燼。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)廢物與空氣的良好接觸,確保燃燒均勻充分。在西方國(guó)家,這類(lèi)燃燒爐多用于處理有毒、有害工業(yè)廢物。
在當(dāng)今高度工業(yè)化的時(shí)代背景下,城市工業(yè)廢物燃燒爐技術(shù)面臨著諸多新情況和新問(wèn)題:
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,城市廢物呈現(xiàn)出堆積密度小、熱值高、灰分和水分含量低的特點(diǎn)。
廢物燃燒排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,尤其注重對(duì)煙氣中有害物質(zhì)排放的有效控制。除煙塵外,廢物燃燒煙氣中的主要有害物質(zhì)包括一氧化碳(CO)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、有機(jī)碳以及二噁英(dioxins)和呋喃(furane)等。通過(guò)改進(jìn)燃燒技術(shù)和調(diào)整燃燒過(guò)程,可在一定程度上控制這些有害物質(zhì)的生成和排放。相比之下,上世紀(jì)五十年代之前,僅對(duì)廢物燃燒爐的煙塵排放和最低燃燒溫度進(jìn)行了限制。規(guī)定最低燃燒溫度(如800℃)旨在確保爐內(nèi)產(chǎn)生刺激性氣味的有害物質(zhì)能夠充分燃燼。
從燃燒爐投資和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),其最低燃燒量應(yīng)控制在3t/h至20 - 25t/h之間。因此,現(xiàn)代廢物層燃燃燒系統(tǒng)需滿足以下要求:
撥火性能優(yōu)良:確保爐排面上廢物均勻、充分燃燒,避免結(jié)渣。影響爐排撥火效果的主要因素包括爐排型式、爐排運(yùn)動(dòng)方式與強(qiáng)度、爐排傾角以及廢物在爐排面上的移動(dòng)方向等。同樣,為保證廢物的及時(shí)著火、充分燃燒和完全燃燼,爐排應(yīng)合理劃分為干燥與著火區(qū)、主燃燒區(qū)和灰渣燃燼區(qū)三個(gè)區(qū)域。
適應(yīng)廢物成分波動(dòng):燃燒設(shè)備應(yīng)具備應(yīng)對(duì)廢物成分(如水分或熱值)突然變化的能力。當(dāng)廢物成分發(fā)生變化時(shí),需及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整燃燒爐的廢物給料量、一次風(fēng)量及其分布和溫度。
預(yù)熱燃燒空氣:對(duì)一次風(fēng)和二次風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱處理。
具備添加劑投入能力:能夠投入某些添加劑,以降低二噁英、NOx和SOx等有害物質(zhì)的排放量。
合理劃分燃燒階段:將整個(gè)燃燒過(guò)程劃分為廢物燃燒階段和煙氣中可燃有害物質(zhì)燃燒階段。在煙氣燃燒階段,需提供充足的空氣以確保煙氣燃燼;而在廢物燃燒階段,應(yīng)合理控制燃燒空氣量,避免爐膛溫度劇烈波動(dòng)以及飛灰產(chǎn)生過(guò)多。
保證低灰渣和飛灰含碳量:確保灰渣和飛灰含碳量維持在1 - 3%的較低水平,實(shí)現(xiàn)良好的燃燼效果。