鼓泡床锅炉富氧焚烧含油污泥技术
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图片说明： 才能达到排放标准，而富氧技术焚烧含油污泥不仅可以实现含油污泥的无害化处理，还具有CO2回收利用的潜力，综合效益远高于化学热洗法。因此，，采用富氧技术焚烧含油污泥，可实现经济效益和社会效益的双赢。鼓泡床焚烧含油污泥技术已经比较成熟，本文以日焚烧200t含油污泥为例，分别从炉膛内密相区埋管、稀相区受热面布置、尾部对流受热面、送料系统及烟气排放污染物的回收利用等方面对鼓泡床富氧焚烧含油污泥锅炉进行概念设计，探究其技术可行性与经济性，为进一步的工程设计提供可行的技术基矗1富氧焚烧含油污泥锅炉系统图1为采用富氧燃烧技术且进行CO2捕集的鼓泡床焚烧含油污泥锅炉系统，与常规空气焚烧含油污泥锅炉系统不同的是增加了制氧装置和烟气处理系统。由于采用鼓泡床焚烧含油污泥，且鼓泡床所需要的流化风速较低，经计算仅在纯氧条件下即可满足流化风速要求，无需烟气再循环系统。图1鼓泡床富氧焚烧含油污泥系统Fig．1Systematicdiagramofoxygen-enrichedcombustionofoilysludgeinbubblingfluidizedbed1.1锅炉燃烧系统与烟风系统由于含油污泥焚烧后灰渣颗粒粒度分布较窄(130μm以内)［13］，运行时会形成大量的细粉被直接吹出床外。为保证正常流化，需要在床内加入惰性床料石英砂，采用平均粒径为2mm的石英砂作富氧焚烧含油污泥锅炉的基本床料，选取鼓泡床锅炉作为富氧焚烧含油污泥的炉型，鼓泡床需要的流化风速较低，而富氧焚烧含油污泥锅炉利用制氧装置制取的氧气作为流化风，与常规的鼓泡床空气燃烧锅炉相比，流化风的风量减少了4/5。文献［14-15］对含油污泥的流化行为进行了研究，结果表明当流化风速为0.15m·s－1时石英砂和含油污泥能达到完全流化。本文选取流化风速为0.2m·s－1进行锅炉的设计。空气制氧装置
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图片说明： 环境工程学报第11卷图2富氧燃烧下锅炉示意图Fig．2Schematicdiagramofoxygen-enrichedcombustionboiler灵活、结构简单等特点。气-气换热器采用管式布置，管径为鐖40×1.5mm，烟气在管内纵向流动，氧气在管外横向流动。表9为锅炉热力计算汇总表。表9锅炉热力计算汇总表Table9Summaryofboilerthermodynamiccalculation序号名称单位密相区稀相区过热器省煤器气-气换热器1管子外径mm51513832402管子壁厚mm55441.53横向节距mm3961408049804纵向节距mm1004545665横向管子排数排51112033206纵向管子排数排133743307传热系数W·(m2·℃)－1290905570208受热面积m230.8371.40169.44276.5259.679高度m1.3410烟气平均流速m·s－12.810.86.56.08.511工质平均流速m·s－112.410.383.9212烟气进口温度℃950847.57446.90170.7413烟气出口温度℃950850446.90170.7415014工质进口温度℃223.98247.64247.641502015工质出口温度℃247.64247.64450223.9810016吸热份额%46.6920.8419.5612.050.86表10流化风速与截面热负荷Table10Fluidizationvelocityandsectionheatload工况流化风速/(m·s－1)截面热负荷/(kW·m－2)富氧燃烧0.2821.21流化风速和截面热负荷是鼓泡床锅炉的主要设计参数，富氧燃烧工况下，送入炉膛的风量大大降低，所以要选取较低的流化风速。同时，富氧燃烧下，炉膛理论燃烧温度升高，为保持鼓泡床炉膛出口烟温维持在850℃左右，需要在炉膛内部布置更多的受热面。富氧燃烧下，锅炉产生的烟气量大大减少，为了保证过热器受热面的烟气流速，炉膛截面积减小，炉膛截面热负荷增加。鼓泡床锅炉的流化风速与截面热负荷见表10。4318
【作者单位】： 华北电力大学能源动力与机械工程学院;
【基金】：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2009AA05Z310)
【分类号】：X74
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