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2021-12-30 次阅读 行业资讯

回转窑尺寸和运转方式的设计

1) 回转窑尺寸和运转方式的设计

一般来讲,用于危险废物处理的回转窑,其典型的长径比值为 3.4~4.2,而回转窑的尺寸须根据容积热负荷参数来确定。回转窑容积热负荷参数控制到炉内燃烧状况的好坏,回转窑容积热负荷的范围一般为(4.2~104.5)×104kJ/(m3·h)。目前,很多项目确定回转窑尺寸采用的方法是:首先,根据危险废物的成分计算出废物的热值,再根据废物的处理量确定出每小时废物在回转窑内燃烧所产生的热量,然后根据选定的容积热负荷确定出回转窑的容积,X后结合回转窑的长径比,确定回转窑的尺寸。

对于回转窑的运转方式,在工程实践中,回转窑的倾斜角度一般在1~3°, 转速为1~5 r/min,回转窑的转动方向结合进料方式和助燃方式确定。处理难焚烧的危险废物可采用大长径比与低转速的回转窑;而热值较高、容易燃烧的危险废物,燃烧需要的时间稍短一些,可采用较大倾斜角与较高转速的回转窑来处理。

2) 燃烧设计

(1)危险废物的燃烧过程

危险废物进入焚烧炉后首先接受到辅助燃烧器火焰和高温窑壁的热辐射而完成加热、水分蒸发和可燃分析出的过程。随着温度的进一步升高,固态物质开始分解燃烧。废物中气态成分和固态物质析出的可燃气体在高温状态也会快速分解燃烧。在回转窑中,废物中的无机可燃成分被燃尽,长链环状物质会被分解成短链物质进入二燃室进一步分解焚烧。

(2)焚烧系统的“3T+1E”控制原则

“3T+1E” 是指温度(Temperature)、时间(Time)、扰动(Turbulence)和空气过剩系数综合控制的原则。“3T+1E”原则能确保危险废物的有害成份的充分分解,从源头上控制酸性气体、有害气体(二噁英类物质)的生成,全面控制烟气排放造成的二次污染。

温度是保证在焚烧炉中危险废物得到X破坏的X重要的因素。回转窑(一燃室)设计温度为1000℃,运行温度为 850~1000℃。二燃室设计温度为1300℃, 正常运行温度为1100℃。二燃室采用和一燃室不同的温度设计,保证了危险废物在二燃室中可充分焚毁。

温度达到设计值后,为了使危险废物充分焚毁,停留时间X足够长。通常地,固体物质在回转窑内的停留时间为30~120分钟;烟气在回转窑内的流速控制在3~4.5米/秒,停留时间约2秒;烟气在二燃室的流速一般控制在2~6米/秒,保证停留时间大于2秒。

送入炉膛中的废物X同氧气充分接触,才能在高温下全部快速高效地氧化, 这就要求对废弃物进行适当的搅动。搅动越频繁,废物和空气混合越均匀越有利于焚烧。在工程实际中,主要利用供风布置和辅助燃烧器的布置来增加扰动。

在危险废物燃烧过程中,空气过剩系数反应了燃烧状况。空气过剩系数大, 燃烧速度快,燃烧充分,但供风量较大,产生的烟气量大,使后续的烟气处理负荷增大,不够经济。反之,则燃烧不完全,甚至产生黑烟,有害物质分解不X。根据多年的实践经验,通常取回转窑的空气过剩系数为1.1~1.3,回转窑+二燃室总过剩空气量系数为1.7~2.0。

3)  回转窑耐火材料设计

(1)耐火材料的选用原则

耐火材料是决定焚烧炉使用寿命的关键,其选用原则如下:

a. 良好的耐磨性,以抵抗固体物料的磨损和热气流的冲刷;

b. 良好的化学稳定性,以抵抗炉内化学物质的侵蚀;

c.良好的热稳定性 以抵抗炉温的变化对材料的破坏;

d.高致密性,气孔率低,减少酸性气体侵入钢制外壳发生酸性腐蚀的几率;

e.合适的耐火度选择,经济耐用。

(2)耐火材料设计

目前,在国内外危险废物焚烧工程中,回转窑采用的耐火砖主要有铬刚玉砖、碳化硅砖、莫来石刚玉砖、高铝砖等,可根据危险废物的成分进行选择。

工程设计中,回转窑常采用 300mm 的耐高温、耐腐蚀、耐磨的复合砖作为内衬,耐火层采用致密高铝、碳化硅、铬刚玉或铬刚玉碳化硅材质耐火材料,隔热层采用陶瓷纤维板镶嵌,两种材料一体结合。

 

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