垃圾焚燒過程受熱面積灰燒結(jié)特性實驗研究.pdf

1、在生活垃圾焚燒過程中，受熱面的燒結(jié)積灰及由此引發(fā)的事故是威脅焚燒設(shè)備安全、高效運行的主要原因之一。要實現(xiàn)垃圾的無害化、減量化、資源化處置目標(biāo)，對垃圾焚燒積灰的燒結(jié)特性、機理進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究是很有必要的。 本文主要通過對垃圾焚燒爐進(jìn)行現(xiàn)場取樣分析，并結(jié)合實驗室小型機理實驗研究，揭示垃圾焚燒積灰的燒結(jié)機理和特性。綜合采用了多種分析測試方法，如灰成分分析，掃描電鏡、能譜等微觀分析方法，X射線衍射物相分析，離子交換色譜，氮吸附等，對積

2、灰燒結(jié)特性進(jìn)行多方面的研究。 普遍認(rèn)為，垃圾焚過程中鈣和堿金屬是造成受熱面積灰的主要礦物元素，本文的研究對垃圾焚燒設(shè)備的運行優(yōu)化具有普遍的指導(dǎo)意義，研究主要從以下兩個方面展開： 首先，基于對實際垃圾焚燒過程的積灰研究，分別對生活垃圾進(jìn)行取樣灰化分析，對垃圾焚燒爐的受熱面燒結(jié)積灰、模擬積灰棒積灰、腐蝕性積灰進(jìn)行取樣分析。分析結(jié)果認(rèn)為，生活垃圾中渣土和廚余是主要的成灰組分，垃圾灰的高鈣特征明顯，受熱面燒結(jié)積灰中CaSO<,4

3、>物相含量很突出，屬Ca-S型積灰。垃圾焚燒飛灰顆粒無熔融跡象，燒結(jié)積灰由致密的燒結(jié)結(jié)構(gòu)與松散燒結(jié)顆粒共同構(gòu)成，微觀特性表現(xiàn)為大量具有熔融表面的亞微小顆粒的燒結(jié)團(tuán)聚，積灰中少量鈣的硅酸鹽可能是形成熔融相的主要原因。受熱面燒結(jié)積灰致密程度隨煙氣溫度升高而增加，Ca和S的富集在煙溫600℃左右的對流受熱面最大。燒結(jié)積灰強度在10天以內(nèi)發(fā)展迅速，因此保持對受熱面積灰的即時吹掃，特別在運行初期是很有必要的。 垃圾焚燒過程受熱面燒結(jié)積灰條

4、件下的腐蝕行為屬應(yīng)力開裂腐蝕，是致密燒結(jié)積灰的應(yīng)力破壞作用和積灰中氯的離子擴散腐蝕反應(yīng)共同作用的結(jié)果。腐蝕積灰底層結(jié)構(gòu)比較疏松，有利于腐蝕擴散反應(yīng)的進(jìn)行，外層燒結(jié)強度很高，能夠產(chǎn)生較強的應(yīng)力沖擊?？拷g前沿的底層積灰氯和堿金屬成分含量很高，參與腐蝕反應(yīng)的主要是離子態(tài)氯。在運行中避免受熱面高強度燒結(jié)積灰的形成和高氯垃圾的大量集中入爐焚燒對預(yù)防積灰腐蝕的發(fā)生非常重要。 第二，基于實驗室積灰機理研究，分別對管束的冷態(tài)積灰特性、垃圾焚

5、燒積灰硫酸鹽化反應(yīng)特性、垃圾焚燒積灰燒結(jié)強度變化特性進(jìn)行了實驗研究。結(jié)果表明，錯排管束能夠減少積灰的形成，水平管間距為兩倍管徑時積灰量較大，在管束布置時應(yīng)避免此間距。最適于垃圾焚燒積灰硫酸鹽化進(jìn)行的溫度段為600℃，煙氣中SO<,2>濃度增加能夠加速積灰的硫酸鹽化反應(yīng)，煙氣中的水蒸汽也對積灰硫酸鹽化反應(yīng)有促進(jìn)作用，而HCI則在SO<,2>濃度不高時對積灰硫酸鹽化反應(yīng)起到一定的阻礙作用，另外，積灰中．Al<,2>O<,3>成分的增加能夠抑