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生活垃圾焚烧系统焚烧炉的设计计算

1.1焚烧炉的设计初始参数

(1)日处理量：150t/d=6.25t/h=6250kg/h

(2)燃烧室热负荷：(8~15)×10?kcal/(m3·h),故本设计中取燃烧室热负荷为12×10?kcal/(m3·h)。

(3)生活垃圾元素分析，如表1.1所示。

表1.1垃圾元素分析(%)

项数项数

目值目值

C19.

75N0.4 809.6

1

A12.

4

(4)垃圾焚烧炉设计规范，

H

S

Cl

W

1.5

6

0.2

8

0.2

3

5

6

如表1.2所示。

表1.2焚烧炉设计参数

焚烧炉容量：100m3

离开焚烧炉的灰渣温度：400℃

冷空气温度：30℃

排烟温度：160℃

钙硫比：Ca/S=2

脱硫效率：74.05%

蒸汽参数：450℃

1.82MPa

灰渣含碳量：1.5%

热空气温度：300

℃

给水温度：150℃

脱硫剂成分：石灰

石

燃烧效率：99%

1.2焚烧炉基本参数的确定

(1)炉温的确定

炉温代表垃圾的焚烧温度，合适的焚烧温度能使垃圾中有害组分在高温下氧化、分解，适当提高焚烧温度可抑制

黑烟的产生，但过高的焚烧温度会增加垃圾中金属的挥发致，下载高清无水印

量和NOx物的生成量，因此不能随意提高焚烧温度。根据垃圾的物料组成和对有害物的有效去除选择垃圾的焚烧温度：

一般垃圾焚烧温度：850～1000℃

含氰化物垃圾：850～900℃

含氯化物垃圾：800～850℃去除二恶英的焚烧温度：≥925℃

上述焚烧温度多通过增设二燃室引入一燃室富含可燃气的烟气进行二次燃烧后取得，初步认为：垃圾发热量低于5500KJ/kg时，如不附加燃料将难以达到1000℃炉温。二燃室内烟气流速取4～6m/s,在保证烟气流速≥2s的条件下确定二燃室高度或长度。

本设计中二燃室的烟气流速取5m/s,烟气停留时间为2S。

(2)空气过剩系数的确定

由于垃圾组分的特殊性必须采用高的空气过剩系数才有可能实现完全燃烧。另外，焚烧炉内除应保持合适的焚烧温度、良好的搅拌混合程度、足够的烟气停留时间(所谓三T)外，确保烟气中含有6%～12%氧含量对抑制二恶英的生成十分重要。基于上述诸多原因，通过采取过剩50%～90%的空气量，即空气过剩系数α=1.31~1.5。常用数据是：一燃室α=1.31～1.5,二燃室α=0.25～0.3。

(3)烟囱高度要求

焚烧炉焚烧量100t/d时，烟囱最低允许高度25m;100～300t/d时，最低高度40m;焚烧量300t/d时，最低高度60m。

故本设计中取烟囱高度为50m。

1.3空气及烟气量的计算

1.1.1空气量的计算

完成燃烧反应的最少空气量就是理论空气量，即化学计量的空气量。计算理论空气量和实际空气量有许多公式，如先利用生活垃圾中碳、氢、硫、氧等元素的含量来计算焚烧需要的理论空气量，然后再通过空气过剩系数计算出实际空气量，即空气量。计算公式如下[6]:

V理氧=1.866wc+5.56wH+0.7ws-0.7w?(3-5)

(3-6)

式中：

V理氧——焚烧理论氧气量，m31kg;

V理空——焚烧理论空气量，m3/kg;

We,W,Wg,w为C,H,S,O元素在生活垃圾

中的质量分数。

本设计中取ws=0.28%,

wc=19.75%,w?=1.56%,w?=9.61%,则：

V理氧=1.866wc+5.56wa+0.7ws-0.7w。

=1.866×19.75%+5.56×1.56%+0.7×0.28%-0.7×9.61%

=0.390m3/kg

m3/kg

由《三废处理工程技术手册——固体废物卷》查得：

流化床焚烧炉过剩空气系数为：1.31～1.5,本设计中取λ=1.4

若过剩空气系数为：

(3-7)

则实际空气量为：V空-V

(3-8)

V空厘4·V=1.4×1.857=2.600m31kg

焚烧炉小时空气量v(标准状态下)

V=G·V空

(3-9)

式中：

G——小时垃圾焚烧量，kg/h,故G=6250kg/h。

V.=G·V=6250×2.600=16250