煙氣循環(huán)污泥噴動(dòng)流化床焚燒系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垃圾的燃燒處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙氣循環(huán)污泥噴動(dòng)流化床焚燒系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在生活中和工業(yè)中產(chǎn)生了越來(lái)越多的污泥，為了有效解決污泥二次污染環(huán)境和影響人類健康，就需要對(duì)污泥進(jìn)行處理。在眾多的污泥處理處置工藝中，焚燒法因其能夠最大限度地減小污泥體積，所有的病菌、病原體均被徹底殺滅，有毒有害的有機(jī)物被徹底氧化分解，同時(shí)可利用污泥潛在的熱能進(jìn)行供熱或發(fā)電，實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化、資源化的目標(biāo)而成為污泥處理處置的主要發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)之一。污泥焚燒設(shè)備包括多膛焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和流化床焚燒爐等，其中流化床焚燒爐以其氣固混合好、焚燒徹底、污染物排放量低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究和采用。
[0003]從污泥焚燒系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性考慮，污泥焚燒前一般需先進(jìn)行深度脫水或干化處理。由于原污泥的熱值經(jīng)常發(fā)生變化，另外，深度脫水或干化處理工藝運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)也會(huì)使入爐污泥熱值的波動(dòng)加劇，導(dǎo)致流化床焚燒爐在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，超溫嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生床料高溫結(jié)焦。結(jié)焦現(xiàn)象是流化床焚燒爐運(yùn)行時(shí)常見的問(wèn)題之一，嚴(yán)重威脅焚燒爐的安全運(yùn)行。床料高溫結(jié)焦時(shí)，顆粒在高溫下發(fā)生軟化并彼此粘結(jié)，迅速生長(zhǎng)為大焦塊，使床料的流化狀態(tài)惡化甚至導(dǎo)致事故停爐。爐膛超溫還會(huì)影響爐內(nèi)的脫硫效率。一般情況下，根據(jù)脫硫劑特性的不同，流化床焚燒爐的最佳脫硫溫度在800-900°C之間。在此溫度之上，爐內(nèi)負(fù)責(zé)脫硫的CaO會(huì)發(fā)生燒結(jié)，影響脫硫效果，造成焚燒爐整體的脫硫效率下降。不僅如此，當(dāng)爐膛超溫時(shí)，焚燒所產(chǎn)生的煙氣中NOx含量也會(huì)大大增加。目前，針對(duì)污泥流化床焚燒爐超溫的問(wèn)題，較為常用的方法有以下兩種:1、降低負(fù)荷法，其源于燃煤鍋爐爐溫控制技術(shù)，是在爐內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，降低入爐的污泥量，弱化密相區(qū)及稀相區(qū)的燃燒，從而達(dá)到抑制爐內(nèi)溫度的目的，然而，降低負(fù)荷對(duì)爐溫的影響較為遲緩，且會(huì)減少污泥焚燒量;2、增加一次風(fēng)量法，顧名思義就是提高進(jìn)入爐內(nèi)的低溫一次風(fēng)量，在強(qiáng)化密相區(qū)擾動(dòng)的同時(shí)降低密相區(qū)和稀相區(qū)的溫度。與前一種方法相比，該方法不會(huì)影響焚燒爐的正常運(yùn)行，操作上靈活簡(jiǎn)便，爐溫響應(yīng)迅速。缺點(diǎn)是煙氣體積會(huì)增加，煙道出口過(guò)?？諝庀禂?shù)也相應(yīng)提高，排煙熱損失增大。此外，由于污泥的揮發(fā)分含量較高，煙氣速度提高會(huì)使揮發(fā)分在爐內(nèi)的停留時(shí)間縮短，導(dǎo)致不完全燃燒，造成化學(xué)不完全燃燒熱損失增大，使焚燒爐的經(jīng)濟(jì)性降低。
[0004]由上述可知，針對(duì)污泥熱值經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)這一特性，利用低溫載體降低爐溫是一種可靠有效的途徑。在煤粉鍋爐運(yùn)行工藝中，煙氣再循環(huán)(Flue Gas Recirculat1n,FGR)是一種發(fā)展成熟，且應(yīng)用廣泛的低溫載體降溫技術(shù)。該技術(shù)的基本原理是將鍋爐尾部煙道中一部分低溫?zé)煔?煙溫約200-300°C)，通過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛，從而改善爐膛煙氣的混合，并有效控制爐膛溫度水平，抑制或防止?fàn)t膛結(jié)焦，同時(shí)提高鍋爐出力并抑制NOx等有害物質(zhì)的排放。該方法沒有增加最終排放煙氣的容積，因此不會(huì)增加焚燒爐的排煙熱損失，提高了焚燒爐的熱經(jīng)濟(jì)性。以FGR技術(shù)為基礎(chǔ)，許多改進(jìn)的工藝被應(yīng)用到降低污泥焚燒爐爐膛溫度中。但是在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)煙氣中的飛灰等固相物質(zhì)導(dǎo)致布風(fēng)板堵塞，影響焚燒爐正常運(yùn)行，使焚燒爐的經(jīng)濟(jì)性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)的流化床焚燒爐在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)煙氣中的飛灰等固相物質(zhì)導(dǎo)致布風(fēng)板堵塞，影響焚燒爐正常運(yùn)行，使焚燒爐的經(jīng)濟(jì)性降低的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煙氣循環(huán)污泥噴動(dòng)流化床焚燒方法，其包括:在流化床焚燒爐進(jìn)行焚燒動(dòng)作時(shí)，將部分低溫?zé)煔夂筒糠忠淮物L(fēng)以噴動(dòng)風(fēng)的形式引入焚燒密相區(qū)，使焚燒密相區(qū)處于噴動(dòng)流化狀態(tài);將剩余部分一次風(fēng)經(jīng)過(guò)布風(fēng)板引入焚燒密相區(qū);將剩余部分低溫?zé)煔庖敕贌∠鄥^(qū)靠近煙道的區(qū)域;其中，所述一次風(fēng)與所述低溫?zé)煔獾目偭髁勘葹?.48-0.96:1。
[0007]優(yōu)選地，所述一次風(fēng)與所述低溫?zé)煔獾目偭髁勘葹?.54-0.72:1。
[0008]進(jìn)一步，還包括將二次風(fēng)引入焚燒稀相區(qū)的步驟;其中，所述一次風(fēng)與所述二次風(fēng)的總流量與所述低溫?zé)煔獾目偭髁恐g的比例為0.74-1.48:1。
[0009]優(yōu)選地，所述一次風(fēng)與所述二次風(fēng)的總流量與所述低溫?zé)煔獾目偭髁恐g的比例為0.83-1.11:1。
[0010]在上述焚燒方法中，所述一次風(fēng)和所述二次風(fēng)均為空氣或者經(jīng)過(guò)預(yù)熱的空氣，其中，預(yù)熱的溫度最好在200度以下;所述低溫?zé)煔鉃榱骰卜贌隣t焚燒污泥產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)降溫的、優(yōu)選經(jīng)過(guò)氣固分離的煙氣，其可以是同一個(gè)流化床焚燒爐產(chǎn)生的，也可以是另外的流化床焚燒爐產(chǎn)生的。
[0011]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種使用上述焚燒方法的焚燒系統(tǒng)，包括流化床焚燒爐，其包括焚燒密相區(qū)和焚燒稀相區(qū)，在焚燒密相區(qū)下部設(shè)置有布風(fēng)板，所述布風(fēng)板下方設(shè)置有空氣風(fēng)室;在所述空氣風(fēng)室上設(shè)置有剩余部分一次風(fēng)入口 ；還包括噴管，所述噴管穿過(guò)所述空氣風(fēng)室和所述布風(fēng)板，使所述噴管的噴口位于所述焚燒密相區(qū)，且另一端與部分低溫?zé)煔馊肟?、部分一次風(fēng)入口相連通;在所述焚燒稀相區(qū)且靠近煙道處設(shè)置有剩余部分低溫?zé)煔馊肟?；所述焚燒稀相區(qū)與所述煙道相連通。
[0012]進(jìn)一步，在所述焚燒稀相區(qū)還設(shè)置有二次風(fēng)入口。
[0013]進(jìn)一步，還包括空氣換熱器，其入口為空氣入口，其出口與部分一次風(fēng)入口、剩余部分一次風(fēng)入口和二次風(fēng)入口相連通;且所述空氣換熱器設(shè)置在煙道內(nèi)與煙氣換熱。
[0014]進(jìn)一步，所述煙道的出口與第一氣固分離裝置的入口相連通;所述第一氣固分離裝置的出口通過(guò)循環(huán)設(shè)備分別與部分低溫?zé)煔馊肟凇⑹Ｓ嗖糠值蜏責(zé)煔馊肟谙噙B通。
[0015]進(jìn)一步，還包括第二氣固分離裝置，所述第二氣固分離裝置的入口與所述焚燒稀相區(qū)的氣體出口相連通;所述第二氣固分離裝置的氣體出口和固體出口分別與煙道入口和所述焚燒稀相區(qū)的下部相連通。
[0016]優(yōu)選地，所述第一氣固分離裝置和所述第二氣固分離裝置為高效旋風(fēng)分離器或者布袋除塵器;所述循環(huán)設(shè)備為循環(huán)風(fēng)機(jī);所述噴管為噴動(dòng)床噴管。
[0017]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)本發(fā)明的煙氣循環(huán)污泥噴動(dòng)流化床焚燒方法，其包括:在流化床焚燒爐進(jìn)行焚燒動(dòng)作時(shí)，將部分低溫?zé)煔夂筒糠忠淮物L(fēng)以噴動(dòng)風(fēng)的形式引入焚燒密相區(qū)，使焚燒密相區(qū)處于噴動(dòng)流化狀態(tài);將剩余部分一次風(fēng)經(jīng)過(guò)布風(fēng)板引入焚燒密相區(qū);這樣，通過(guò)使焚燒密相區(qū)一直處于翻動(dòng)流化的狀態(tài)，且同時(shí)，將剩余部分一次風(fēng)經(jīng)過(guò)布風(fēng)板引入焚燒密相區(qū)，上述兩種不同方式的空氣和煙氣經(jīng)過(guò)相互配合的引入方式，避免了現(xiàn)有技術(shù)中只通過(guò)布風(fēng)板引入空氣時(shí)所述布風(fēng)板堵塞的問(wèn)題，同時(shí)，上述引入空氣和煙氣的以噴動(dòng)風(fēng)的方式引入到焚燒密相區(qū)，尤其適宜因熱值波動(dòng)大而造成爐膛溫度波動(dòng)大從而導(dǎo)致爐膛內(nèi)超溫結(jié)焦或者溫度波動(dòng)大導(dǎo)致燃燒不完全的問(wèn)題，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中爐溫響應(yīng)遲緩的缺點(diǎn)，有效控制了爐膛的溫度水平，抑制或防止?fàn)t膛內(nèi)結(jié)焦，保護(hù)爐內(nèi)溫度維持在最佳范圍(脫硫溫度)，確保較高的爐內(nèi)脫硫效率;將剩余部分低溫?zé)煔庖敕贌∠鄥^(qū)，利用剩余部分低溫?zé)煔鉁囟鹊?、比熱容高的特點(diǎn)，降低了爐膛內(nèi)的氧氣濃度，有效抑制了煙氣中氮氧化物的生成同時(shí)，降低了煙氣排出時(shí)的溫度，簡(jiǎn)化了后續(xù)操作；其中，所述一次風(fēng)與所述低溫?zé)煔獾目偭髁勘葹?br>0.48-0.96:1，通過(guò)設(shè)置上述比例，使得本發(fā)明的焚燒方法效果最好。
[0019](2)本發(fā)明的煙氣循環(huán)污泥噴動(dòng)流化床焚燒方法，通過(guò)將二次風(fēng)引入焚燒稀相區(qū)，既可以調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)溫度，又可以為焚燒稀相區(qū)補(bǔ)充氧氣，使?fàn)t膛內(nèi)燃燒充分。
[002