垃圾焚燒過程受熱面積灰燒結特性實驗研究.pdf

1、在生活垃圾焚燒過程中，受熱面的燒結積灰及由此引發(fā)的事故是威脅焚燒設備安全、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，對垃圾焚燒積灰的燒結特性、機理進行系統(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行現(xiàn)場取樣分析，并結合實驗室小型機理實驗研究，揭示垃圾焚燒積灰的燒結機理和特性。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、灰燒結特性進行多方面的研究。 普遍認為，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備的運行優(yōu)化具有普遍的指導意義，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，分別對生活垃圾進行取樣灰化分析，對垃圾焚燒爐的受熱面燒結積灰、模擬積灰棒積灰、腐蝕性積灰進行取樣分析。分析結果認為，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，燒結積灰由致密的燒結結構與松散燒結顆粒共同構成，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團聚，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。燒結積灰強度在10天以內發(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積灰條

4、件下的腐蝕行為屬應力開裂腐蝕，是致密燒結積灰的應力破壞作用和積灰中氯的離子擴散腐蝕反應共同作用的結果。腐蝕積灰底層結構比較疏松，有利于腐蝕擴散反應的進行，外層燒結強度很高，能夠產(chǎn)生較強的應力沖擊?？拷g前沿的底層積灰氯和堿金屬成分含量很高，參與腐蝕反應的主要是離子態(tài)氯。在運行中避免受熱面高強度燒結積灰的形成和高氯垃圾的大量集中入爐焚燒對預防積灰腐蝕的發(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特性、垃圾焚燒積灰燒結強度變化特性進行了實驗研究。結果表明，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，在管束布置時應避免此間距。最適于垃圾焚燒積灰硫酸鹽化進行的溫度段為600℃，煙氣中SO<,2>濃度增加能夠加速積灰的硫酸鹽化反應，煙氣中的水蒸汽也對積灰硫酸鹽化反應有促進作用，而HCI則在SO<,2>濃度不高時對積灰硫酸鹽化反應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