焚烧影响因素

1、废物焚烧的四大控制参数焚烧温度、搅拌温合程度、气体停留时间(一般称为3T)及过剩空气率合称为焚烧四大控制参数。 (一)焚烧温度废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化分解直至破坏所须达到的温度。它比废物的着火温度高得多。一般说提高焚烧温度有利于废物中有机毒物的分解和破坏，并可抑制黑烟的产生。但过高的焚烧温度不仅增加了燃料消耗量，而且会增加废物中金属的挥发量及氧化氮数量，引起二次污染。因此不宜随意确定较高的焚烧温度。合适的焚烧温度是在一定的停留时间下由实验确定的。大多数有机物的焚烧温度范围在801100之间，通常在800900左右。通过生产实践，提供以下经验数可供参考。(1) 对于

2、废气的脱臭处理，采用800950的焚烧温度可取得良好的效果。(2) 当废物粒子在0.010.51 微米之间，并且供氧浓度与停留时间适当时，焚烧温度在9001000即可避免产生黑烟。(3) 含氯化物的废物焚烧，温度在800850以上时，氧气可以转化成氯化氢，回收利用或以水洗涤除去；低于800会形成氯气，难以除去。(4) 含有碱土金属的废物焚烧，一般控制在750800以下。因为碱土金属及其盐类一般为低熔点化合物。当废物中灰分较少不能形成高熔点炉渣时，这些熔融物容易与焚烧炉的耐火材料和金属零部件发生腐蚀而损坏炉衬和设备。(5) 焚烧含氰化物的废物时，若温度达850900，氰化物几乎全部分解。(6)

3、焚烧可能产生氧化氮(NOx)的废物时，温度控制在1500 以下，过高的温度会使NOx急骤产生。(7) 高温焚烧是防治PCDD与PCDF的最好方法，估计在925 以上这些毒性有机物即开始被破坏，足够的空气与废气在高温区的停留时间可以再降低破坏温度。(二)停留时间废物中有害组分在焚烧炉内处于焚烧条件下，该组分发生氧化、燃烧，使有害物质变成无害物质所需的时间称之为焚烧停留时间。停留时间的长短直接影响焚烧的完善程度，停留时间也是决定炉体容积尺寸的重要依据。废物在炉内焚烧所需停留时间是由许多因素决定的，如废物进入炉内的形态(固体废物颗粒大小，液体雾化后液滴的大小以及粘度等)对焚烧所需停留时间影响甚大。当

4、废物的颗粒粒径较小时，与空气接触表而积大，则氧化、燃烧条件就好，停留时间就可短些。因此，尽可能做生产性模拟试验来获得数据。对缺少试验手段或难以确定废物焚烧所需时间的情况，可参阅以下几个经验数据。(1) 对于垃圾焚烧，如温度维持在8501000之间，有良好搅拌与混合，使垃圾的水气易于蒸发，燃烧气体在燃烧室的停留时间约为12s。(2) 对于一般有机废液，在较好的雾化条件及正常的焚烧温度条件下，焚烧所需的停留时间在0.32s左右，而较多的实际操作表明停留时间大约为0.61s；含氰化合物的废液较难焚烧，一般需较长时间，约3s左右。(3) 对于废气，为了除去恶臭的焚烧温度并不高，其所需的停留时间不需太长

5、，一般在1s以下。例如在油脂精制工程中产生的恶臭气体，在650 焚烧温度下只需0.3s的停留时间，即可达到除臭效果。(三)混合强度要使废物燃烧完全，减少污染物形成，必须要使废物与助燃空气充分接触、燃烧气体与助燃空气充分混合。为增大固体与助燃空气的接触和混合程度，扰动方式是关键所在。焚烧炉所采用的扰动方式有空气流扰动、机械炉排扰动、流态化扰动及旋转扰动等，其中以流态化扰动方式效果最好。中小型焚烧炉多数属固定炉床式，扰动多由空气流动产生，包括：(1) 炉床下送风 助燃空气自炉床下送风，由废物层孔隙中窜出，这种扰动方式易将不可燃的底灰或未燃碳颗粒随气流带出，形成颗粒物污染，废物与空气接触机会大，废物

6、燃烧较完全，焚烧残渣热灼减量较小；(2) 炉床上送风 助燃空气由炉床上方送风，废物进入炉内时从表面开始燃烧，优点是形成的粒状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量较高。二次燃烧室内氧气与可燃性有机蒸气的混合程度取决于二次助燃空气与燃烧气体的相互流动方式和气体的湍流程度。湍流程度可由气体的雷诺数决定，雷诺数低于10000 时，湍流与层流同时存在，混合程度仅靠气体的扩散达成，效果不佳。雷诺数越高，湍流程度越高，混合越理想。一般来说，二次燃烧室气体速度在37m/s即可满足要求。如果气体流速过大，混合度虽大.但气体在二次燃烧室的停留时间会降低，反应反而不易完全。(四)过剩空气在实际的燃烧系统中，氧气与可燃物质

7、无法完全达到理想程度的混合及反应。为使燃烧完全，仅供给理论空气量很难使其完全燃烧，需要加上比理论空气量更多的助燃空气量，以使废物与空气能完全混合燃烧。其相关参数可定义如下。1. 过剩空气系数过剩空气系数(m)用于表示实际空气与理论空气的比值，定义为：mA0 式中，A0为理论空气量；A为实际供应空气量。2. 过剩空气率过剩空气率由下式求出：过剩空气率=（）×100%废气中含氧量是间接反应过剩空气多少的指标。由于过剩氧气可由烟囱排气测出，工程上可以根据过剩氧气量估计燃烧系统中的过剩空气系数。废气中含氧量通常以氧气在干燥排气中的体积百分比表示，假设空气中氧含量为21%，则过剩空气

8、比可粗略表示为：过剩空气比=21/（21-过剩氧百分比）燃烧或焚烧排气的污染物排放标准是以50过剩空气为基准，由于过剩空气无法直接测量，因此以7过剩氧气为基准，再根据实际过剩氧气量加以调整。废物焚烧所需空气量，是由废物燃烧所需的理论空气量和为了供氧充分而加入的过剩空气量两部分所组成的。空气量供应是否足够，将直接影响焚烧的完善程度。过剩空气率过低会使燃烧不完全，甚至冒黑烟，有害物质焚烧不彻底；但过高时则会使燃烧温度降低，影响燃烧效率，造成燃烧系统的排气量和热损失增加。因此控制适当的过剩空气量是很必要的。理论空气量可根据废物组分的氧化反应方程式计算求得，过剩空气量则可根据经验或实验选取适当的过剩空

9、气系数后求出。如果废物内所含的有机组分复杂，难以对各组分一一进行理论计算，则须通过试验予以确定。工业锅炉和窑炉与焚烧炉所要求的过剩空气系数有较大不同。前者首要考虑燃料使用效率，过剩空气系数尽量维持在1.5以下；焚烧的首要目的则是完全摧毁废物中的可燃物质，过剩空气系数一般大于1.5 。下表列出一般窑炉及焚烧炉的过剩空气系数。表 一般工业炉及焚烧炉的过剩空气系数%燃烧系统过剩空气系数燃烧系统过剩空气系数小型锅炉及工业炉(天然气)1.2大型工业窑炉(燃油)1.31.5小型锅炉及工业炉(燃料油)1.3废气焚烧炉1.31.5大型工业锅炉(天然气)1.051.10液体焚烧炉1.41.7大型工业锅炉(燃料油

10、)1.051.15流动床焚烧炉1.311.5大型工业锅炉(燃煤)1.21.4固体焚烧炉(旋窑、多层炉)1.82.5流动床锅炉(燃煤)1.21.3   根据经验选取过剩空气量时，应视所焚烧废物种类选取不同数据。焚烧废液，废气时过剩空气量一般取20%30%的理论空气量；但焚烧固体废物时则要取较高的数值，通常占理论需氧量的50%90%，过剩空气系数为1.51.9，有时甚至要在2以上，才能达到较完全的焚烧。(五燃烧四个控制参数的互动关系在焚烧系统中，焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间和过剩空气率是四个重要的设计及操作参数。过剩空气率由进料速率及助燃空气供应速率即可决定。

11、气体停留时间由燃烧室几何形状、供应助燃空气速率及废气产率决定。而助燃空气供应量亦将直接影响到燃烧室中的温度和流场混合(紊流)程度，燃烧温度则影响垃圾焚烧的效率。这四个焚烧控制参数相互影响，其互动关系如下表所示。焚烧四个控制参数的互动关系参数变化垃圾搅拌混合程度气体停留时间燃烧室温度燃烧室负荷燃烧温度上升可减少可减少会增加过剩空气率增加会增加会减少会降低会增加气体停留时间增加可减少会降低会降低 焚烧温度和废物在炉内的停留时间有密切关系。若停留时间短，则要求较高的焚烧温度；停留时间长，则可采用略低的焚烧湿度。因此，设计时不宜采用提高焚烧温度的办法来缩短停留时间，而应从技术经济角度确定焚烧温