危废焚烧处置系统余热回收利用技术
2023-02-09 08:22:00
危废焚烧处置系统余热回收利用技术
随着我国经济的进一步发展，工业生产中产生了越来越多的危险废物，对于周边的环境带来了致命性的大面积影响。故当今危废的处理处置已经越来越引起国内外各方面的高度重视。目前危险废物的焚烧处理技术已经日益成为我国主要的处理技术之一，它具有处理效果稳定、效率高、减容性好等诸多优点，在当今国外经济发达国家广泛应用。
现阶段我国危险废物焚烧技术整体技术较之欧美日发达国家相比水平还很低，尤其在焚烧热能回收利用方面，手段单一、设备简陋，造成了大量的资源浪费。随着我国危险废物焚烧规模的不断扩张，从原先5吨、10吨的小型焚烧设备，发展到现在30吨、50吨、甚至100吨的大中规模的危险废物焚烧系统设备，热能资源浪费的情况也越来越凸显出来。国内主要采用风冷或者水冷的形式，将焚烧产生的大量热能降温后排放，不但浪费热能还增加了水耗和电耗，这与国外技术水平更有着非常明显的差距。因此研发危险废物焚烧的余热回收梯级利用技术，对于能源回收利用、降低能耗具有非常重要的意义。
余热燃烧器定制技术在危废焚烧系统中的应用
危险废物经过焚烧系统的充分燃烧，可以产生大量1100℃的烟气，由于该烟气中具有大量的腐蚀性气体和烟尘，无法直接进行利用，因此必须要通过余热燃烧器定制进行换热，将其热源转变成饱和蒸汽进行利用。
常规的余热燃烧器定制采用水管式对流换热余热燃烧器定制，由于危废焚烧烟气的特殊性，经常容易出现积灰和腐蚀问题，造成停产。
“回转窑 二燃室”是目前危废处理中常见的组合式焚烧工艺。根据《危险废物焚烧污染控制标准》（GB 18484—2001），焚烧炉出口的烟温必须达到1100℃。对高温烟气进行余热利用，符合节能减排的原则，因此，结合各个焚烧工程的燃烧室布置情况，各种立式、卧式、混合式冲刷余热燃烧器定制（常见的形式如图1所示）都进行了应用尝试。但在实际使用过程中暴露出余热燃烧器定制受热面的积灰和腐蚀问题，图2是某卧式布置的余热燃烧器定制上积灰情况照片，在焚烧系统运行10天后，受热面表面就出现了严重的积灰，受热面前后烟道压差每天增长100Pa，因此，焚烧系统往往在20天左右就被迫停炉，使焚烧系统无法连续稳定运行，同时余热燃烧器定制本体也容易爆管、损坏；有些焚烧系统在运行半年后，余热燃烧器定制就需要进行大修，成为制约系统运行的薄弱环节。在为废焚烧领域，甚至有的焚烧系统原始设计中就不考虑余热回收，转而采用烟气中喷水降温手段，既减弱了焚烧系统节能减排的经济价值，又使焚烧尾气中水分含量显著提高，加重了布袋除尘器糊袋、尾部烟道腐蚀等问题。因此，开发不容易积灰的新型余热燃烧器定制对于危废焚烧系统的余热利用具有重要意义。
余热燃烧器定制采用自主研发的单锅筒膜式壁余热燃烧器定制，该种型式的余热燃烧器定制最大的优点就是以辐射换热为主，不设对流换热面，因而燃烧器定制本体和烟道内不发生烟尘堵塞现象，不用清灰且烟气阻力小，可长时间连续运行。同时余热燃烧器定制设定期排污扩容器，定期排污。
余热燃烧器定制由3个辐射直立烟道组成。四周采用膜式壁围合成烟道，内部不在设置换热面，中间也采用膜式壁受热面来做隔墙，分隔成3个室，隔墙相当于双面曝光的受热面。整个膜式壁系统分成10组循环回路，设4根集中下降管。膜式壁采用悬吊方式，膜式壁外设有刚性梁，整个膜式壁组成刚性吊箍式结构，水冷壁本身及其所属炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶梁上，并可以向下自由膨胀。钢结构按七度地震、二类场地设防，平台为栅架平台。燃烧器定制布置于辐射烟道上方，锅筒内部采用水下孔板加波形板分离器。余热燃烧器定制本体炉室、炉顶均采用敷管式炉墙，炉墙外面有外护板。两水冷壁墙的交接处设有密封板和密封罩。
烟气从左侧进入余热燃烧器定制，一二室之间通过让管形成烟气转弯通道，通过辐射换热与膜式壁的受热面传热。各室的传热计算采用校核方式进行，其主要算法依据《工业燃烧器定制设计计算标准方法》的炉膛传热计算方法，在确定进入余热燃烧器定制的入口湿度后，依次计算出各室的出口温度。
所设计的膜式壁式余热燃烧器定制应用于图4所示的危废焚烧系统，其焚烧处理的危险固体废物来源有蒸馏残液、活性碳、高浓度有机废液、医药废渣、染料废渣、医化污泥等，其焚烧日处理量为30t/d，余热燃烧器定制的设计参数如表1所示。
该余热燃烧器定制的一二三烟道的断面尺寸分别为2200mm×2530mm、2000mm×2560mm、1600mm×2530mm（深×宽）。燃烧器定制为单母管给水，给水经给水操纵台进入锅筒，管路直径为DN40。锅筒装有各种监测、控制装置和接管（如各种水位表、水位自控装置、压力表、加药管、连续排污管），并装有两只PN1.6、DN50的弹簧安全阀。在燃烧器定制各最高点装有空气阀，最低点装有疏水阀。
危废焚烧系统中，一般认为在500℃到200℃的温度区间存在一个二噁英的低温再生段，《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》要求危险废物焚烧的热能利用应避开200~500℃温度区间，因此，本项目的余热燃烧器定制设计温度选取为550℃。应该说，如此高的出口温度，还有很高的余热利用潜力可挖，还需要环保行业二噁英控制方面的相关研究进一步升入，突破这一禁区。
余热燃烧器定制设置有分汽缸，可以同时向多个用汽单位提供蒸汽，实现蒸汽分配的均匀性和稳定性，是确保蒸汽余热回收的梯级利用的基础。
膜式壁式余热燃烧器定制的应用
该余热燃烧器定制在30t/d危废焚烧系统中安装使用至今2年多了，在运行一个周期（30天）后，停炉检查发现，在膜式壁表面积了一层50mm左右的灰，在随后的的2年运行中，积灰达到了自平衡，不在增长；由于大通道的膜式壁余热燃烧器定制机构特性，余热燃烧器定制的阻力没有变化，不再成为制约危废焚烧系统运行的环节。但由于受到余热利用的制约，余热燃烧器定制的运行压力在1MPa左右。在余热燃烧器定制刚投运时，出口温度为500℃左右。一年后，余热燃烧器定制的出口烟温基本保持在550℃，很好地达到了设计要求。良好的降温性能，为后续烟气净化系统提供了可靠的前提。
余热燃烧器定制是危险废物焚烧系统中的重要设施，过去由于严重的积灰和腐蚀问题，使余热燃烧器定制成为制约焚烧系统连续稳定运行的薄弱环节。
内容来源：烟气余热利用
随着我国经济的进一步发展，工业生产中产生了越来越多的危险废物，对于周边的环境带来了致命性的大面积影响。故当今危废的处理处置已经越来越引起国内外各方面的高度重视。目前危险废物的焚烧处理技术已经日益成为我国主要的处理技术之一，它具有处理效果稳定、效率高、减容性好等诸多优点，在当今国外经济发达国家广泛应用。
现阶段我国危险废物焚烧技术整体技术较之欧美日发达国家相比水平还很低，尤其在焚烧热能回收利用方面，手段单一、设备简陋，造成了大量的资源浪费。随着我国危险废物焚烧规模的不断扩张，从原先5吨、10吨的小型焚烧设备，发展到现在30吨、50吨、甚至100吨的大中规模的危险废物焚烧系统设备，热能资源浪费的情况也越来越凸显出来。国内主要采用风冷或者水冷的形式，将焚烧产生的大量热能降温后排放，不但浪费热能还增加了水耗和电耗，这与国外技术水平更有着非常明显的差距。因此研发危险废物焚烧的余热回收梯级利用技术，对于能源回收利用、降低能耗具有非常重要的意义。
余热燃烧器定制技术在危废焚烧系统中的应用
危险废物经过焚烧系统的充分燃烧，可以产生大量1100℃的烟气，由于该烟气中具有大量的腐蚀性气体和烟尘，无法直接进行利用，因此必须要通过余热燃烧器定制进行换热，将其热源转变成饱和蒸汽进行利用。
常规的余热燃烧器定制采用水管式对流换热余热燃烧器定制，由于危废焚烧烟气的特殊性，经常容易出现积灰和腐蚀问题，造成停产。
“回转窑 二燃室”是目前危废处理中常见的组合式焚烧工艺。根据《危险废物焚烧污染控制标准》（GB 18484—2001），焚烧炉出口的烟温必须达到1100℃。对高温烟气进行余热利用，符合节能减排的原则，因此，结合各个焚烧工程的燃烧室布置情况，各种立式、卧式、混合式冲刷余热燃烧器定制（常见的形式如图1所示）都进行了应用尝试。但在实际使用过程中暴露出余热燃烧器定制受热面的积灰和腐蚀问题，图2是某卧式布置的余热燃烧器定制上积灰情况照片，在焚烧系统运行10天后，受热面表面就出现了严重的积灰，受热面前后烟道压差每天增长100Pa，因此，焚烧系统往往在20天左右就被迫停炉，使焚烧系统无法连续稳定运行，同时余热燃烧器定制本体也容易爆管、损坏；有些焚烧系统在运行半年后，余热燃烧器定制就需要进行大修，成为制约系统运行的薄弱环节。在为废焚烧领域，甚至有的焚烧系统原始设计中就不考虑余热回收，转而采用烟气中喷水降温手段，既减弱了焚烧系统节能减排的经济价值，又使焚烧尾气中水分含量显著提高，加重了布袋除尘器糊袋、尾部烟道腐蚀等问题。因此，开发不容易积灰的新型余热燃烧器定制对于危废焚烧系统的余热利用具有重要意义。
余热燃烧器定制采用自主研发的单锅筒膜式壁余热燃烧器定制，该种型式的余热燃烧器定制最大的优点就是以辐射换热为主，不设对流换热面，因而燃烧器定制本体和烟道内不发生烟尘堵塞现象，不用清灰且烟气阻力小，可长时间连续运行。同时余热燃烧器定制设定期排污扩容器，定期排污。
余热燃烧器定制由3个辐射直立烟道组成。四周采用膜式壁围合成烟道，内部不在设置换热面，中间也采用膜式壁受热面来做隔墙，分隔成3个室，隔墙相当于双面曝光的受热面。整个膜式壁系统分成10组循环回路，设4根集中下降管。膜式壁采用悬吊方式，膜式壁外设有刚性梁，整个膜式壁组成刚性吊箍式结构，水冷壁本身及其所属炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶梁上，并可以向下自由膨胀。钢结构按七度地震、二类场地设防，平台为栅架平台。燃烧器定制布置于辐射烟道上方，锅筒内部采用水下孔板加波形板分离器。余热燃烧器定制本体炉室、炉顶均采用敷管式炉墙，炉墙外面有外护板。两水冷壁墙的交接处设有密封板和密封罩。
烟气从左侧进入余热燃烧器定制，一二室之间通过让管形成烟气转弯通道，通过辐射换热与膜式壁的受热面传热。各室的传热计算采用校核方式进行，其主要算法依据《工业燃烧器定制设计计算标准方法》的炉膛传热计算方法，在确定进入余热燃烧器定制的入口湿度后，依次计算出各室的出口温度。
所设计的膜式壁式余热燃烧器定制应用于图4所示的危废焚烧系统，其焚烧处理的危险固体废物来源有蒸馏残液、活性碳、高浓度有机废液、医药废渣、染料废渣、医化污泥等，其焚烧日处理量为30t/d，余热燃烧器定制的设计参数如表1所示。
该余热燃烧器定制的一二三烟道的断面尺寸分别为2200mm×2530mm、2000mm×2560mm、1600mm×2530mm（深×宽）。燃烧器定制为单母管给水，给水经给水操纵台进入锅筒，管路直径为DN40。锅筒装有各种监测、控制装置和接管（如各种水位表、水位自控装置、压力表、加药管、连续排污管），并装有两只PN1.6、DN50的弹簧安全阀。在燃烧器定制各最高点装有空气阀，最低点装有疏水阀。
危废焚烧系统中，一般认为在500℃到200℃的温度区间存在一个二噁英的低温再生段，《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》要求危险废物焚烧的热能利用应避开200~500℃温度区间，因此，本项目的余热燃烧器定制设计温度选取为550℃。应该说，如此高的出口温度，还有很高的余热利用潜力可挖，还需要环保行业二噁英控制方面的相关研究进一步升入，突破这一禁区。
余热燃烧器定制设置有分汽缸，可以同时向多个用汽单位提供蒸汽，实现蒸汽分配的均匀性和稳定性，是确保蒸汽余热回收的梯级利用的基础。
膜式壁式余热燃烧器定制的应用
该余热燃烧器定制在30t/d危废焚烧系统中安装使用至今2年多了，在运行一个周期（30天）后，停炉检查发现，在膜式壁表面积了一层50mm左右的灰，在随后的的2年运行中，积灰达到了自平衡，不在增长；由于大通道的膜式壁余热燃烧器定制机构特性，余热燃烧器定制的阻力没有变化，不再成为制约危废焚烧系统运行的环节。但由于受到余热利用的制约，余热燃烧器定制的运行压力在1MPa左右。在余热燃烧器定制刚投运时，出口温度为500℃左右。一年后，余热燃烧器定制的出口烟温基本保持在550℃，很好地达到了设计要求。良好的降温性能，为后续烟气净化系统提供了可靠的前提。
余热燃烧器定制是危险废物焚烧系统中的重要设施，过去由于严重的积灰和腐蚀问题，使余热燃烧器定制成为制约焚烧系统连续稳定运行的薄弱环节。
内容来源：烟气余热利用
