流化床市政污泥焚烧炉

本标准由浙江省标准化研究院牵头组织制定。 本标准主要起草单位：浙江先创能源科技股份有限公司。 本标准参与起草单位：浙江省标准化研究院、浙江大学、安徽工业大学（排名不分先后）。

本标准规定了流化床市政污泥焚烧炉的术语和定义、基本要求、产品型号及示意图、 技术要求、 试验方法、检验规则、油漆、包装、 标志、 随机文件及质量承诺。

本标准适用于：

——市政污泥的焚烧；

——利用余热锅炉回收余热，且余热锅炉额定蒸汽压力小于 3.8MPa 的固定式钢制水管式蒸汽锅炉系统；

——燃烧方式为流化床燃烧。

方振明、 朱东锋、 陈勇强、郑向阳、陈伟、郭翔、李琦、钱钧、陈子伟。

流化床焚烧炉内衬耐火材料，下面由布风板构成燃烧室。燃烧室分为两个区域，即上部的稀相区(悬浮段)和下部的密相区。

流化床焚烧炉的工作原理：流化床密相区床层中有大量的惰性床料(如煤灰或砂子等)，其热容量很大，能够满足有机废液的蒸发、热解、燃烧所需大量热量的要求。由布风装置送到密相区的空气使床层处于良好流化状态。床层内传热工况十分优越，床内温度均匀稳定，维持在800～900℃，有利于有机物的分解和燃烬。焚烧后产生的烟气夹带着少量固体颗粒及未燃烬的有机物进入流化床稀相区，由二次风送入的高速空气流在炉膛中心形成一旋转切圆，使扰动强烈，混合充分，未燃烬成分在此可继续进行燃烧。

流化床焚烧炉可以两种方式操作，即鼓泡床和循环床，这取决于空气在床内空截面的速度。随着空气速度提高，床层开始流化，并具有流体特性。进一步提高空气速度，床层膨胀，过剩的空气以气泡的形式通过床层，这种气泡将床料彻底混合，迅速建立烟气和颗粒的热平衡，以这种方式运行的焚烧炉为鼓泡流化床焚烧炉。空气速度更高时，颗粒被烟气带走，在旋风筒内分离后，回送至炉内进一步燃烧，实现物料的循环，以这种方式运行的称为循环床焚烧炉。鼓泡流化床内空截面烟气速度为1.0～3.0m /s，循环流化床内空截面烟气速度一般为5.0～6.0m /s。

与常规焚烧炉相比，流化床焚烧炉具有以下优点：焚烧效率高、对各类废液适应性强、环保性能好、重金属排放量低、结构紧凑、占地面积小、事故率低、维修工作量小等。流化床焚烧炉的缺点是，当焚烧含有碱金属盐类的废液时，在床层内容易形成低熔点的共晶体(熔点在635～815℃之间)，如果熔化盐在床内积累，则将导致流化失败。解决这个问题的办法是，向床内添加合适的添加剂，它们能够将碱金属盐类包裹起来，形成象耐火材料一样的熔点在1065～1290℃之间的高熔点物质，从而解决了低熔点盐类的结焦问题。

焚烧炉是用于焚烧的设备。从不同的角度有很多种分类方法。按焚烧室分类可分为：单室焚烧炉多室焚烧炉。而 根据燃烧烟气和垃圾移动的方向的关系可将炉体分为顺流式逆流式交流式和二次流式。按炉型分类可分为 固定炉排炉、机械炉排炉、流化床焚烧炉(主要用来处理工业垃圾)、回转窑炉等。为增强生活垃圾焚烧的效果，经常在焚烧中应用热分解和气化(熔融)技术。

炉排焚烧炉原理为：将垃圾供应到 耐热铸铁(钢)的炉排上，从炉排下部通风，使垃圾燃烧。流化床焚烧炉的焚烧原理为：在塔型炉底部多孔管中通风， 使其上砂层流动形成流动层，粉碎后的垃圾被投入后，在炉内与流动砂(650～ 800℃)接触，从而瞬间燃烧，燃烧后的灰分被燃烧气体带到烟气处理系统。气化熔融炉的焚烧原理为：先将垃圾在 450～600℃的还原性气氛中热分解为可燃性气体以及以炭为主的固体残渣， 然后再进行燃烧并熔融。焚烧炉的设计时要综合考虑工厂的处理规模、待处理垃圾的性质、炉排机械负荷和热负荷、燃烧室热负荷、燃烧室出口温度和烟气滞留时间以及热灼减率等来进行设计。

催化焚烧炉除在燃烧室内装有催化剂之外，其他均与对流换热焚烧炉相同。对流换热式焚烧炉系国内的行业称谓，国外称同流换热式焚烧炉，其废热回收系统设计使得其在操作下限(LEL)范围内使用较经济。设计较蓄热式焚烧炉简单，装置较小和轻便，可装在滑轮上制成轻便移动式。该焚烧炉热回收系统的典型设计是将管式或板式换热器安装在燃烧室的废气排气一端，当废气中含颗粒物较少时，通常采用板式换热器，其热回收效率可达70%；而管式换热器的热回收效率通常只有40%～50%。热回收效率为实际回收热能与可回收最大热能之比，热回收效率=(T_预热温度-T_进口温度)/(T_燃烧温度-T_进口温度) 。

催化焚烧炉特别适于处理VOCS浓度较高，废气中VOCS（含有挥发性有机化合物）浓度波动不大的废气。当废气中VOCS浓度不高，VOCS浓度波动大时，只能靠投加辅助燃料维持燃烧过程。而投加辅助燃料使焚烧炉内高温区温度会达到或超过1537.8℃，导致NO_x生成量增加。由于换热器和火焰直接接触，在换热区可能会有VOCS自燃现象发生，故换热器多采用金属材质。如果焚烧炉在低于760℃以下运行，要求VOCS在炉内有较好的湍动设计和有较长的停留时间。当废气中含有氯化物时，会存在Cl₂生成HCl导致腐蚀发生，设计时务必选用耐腐蚀材料，虽投资费用增加，但很有必要 。