750t/d回转炉垃圾焚烧电厂的焚烧岗怎么样,工作流程呢?谢谢邀请。樱桃番茄对于这个问题没有办法专业回答,因为自己不是属于这个领域的。这边在网上找了一些资料宝宝们可以参考一下~摘要:采用计算流体力学#28CFD#29技术,对一台750t/d的生活垃圾焚烧炉建立模型,模拟炉内的气相燃烧过程,研究了炉内燃烧过程对二恶英控制及SNCR设计的影响
750t/d回转炉垃圾焚烧电厂的焚烧岗怎么样,工作流程呢?
谢谢邀请。樱桃番茄对于这个问题没有办法专业回答,因为自己不是属于这个领域的。这边在网上找了一些资料宝宝们可以参考一下~摘要:采用计算流体力lì 学#28CFD#29技术,对一台750t/d的生活垃圾焚烧炉建立模型,模拟(读:nǐ)炉内的气相燃烧过程,研究了炉内燃烧过程对二恶英控制及SNCR设计的影响。模拟得到的余热锅炉出口平均烟温和烟气组《繁体:組》分浓度与设计值符合良好,表明模拟结果合理;焚烧炉烟气燃烧充分,满足二恶英控制的要求;余热锅炉高10~26m区域满足选择性非催化还原(练:yuán)#28SNCR#29技术的需要。
关键词(繁:詞):垃圾焚烧炉;二恶英;选择性非催化还原;数值模拟
引言(读:yán)焚烧法是解决城市生活垃圾围城问题的有效方法。炉排式焚烧炉具有技术可靠、容量大、对垃圾适应性强、运行维护方便等优点,适合我国(繁体:國)热值低、含水率《练:lǜ》高的垃圾[1]。垃圾焚烧过程会产生二恶英、NOX等污染物
通过控制烟气在炉膛内的停留时间和温度,使垃圾充分燃烧,可以减《繁:減》少二恶英在炉内形成。选择性非催化还原#28SNCR#29脱《繁体:脫》硝技术在垃圾焚烧电厂应用较多,它以炉膛为反应器,把氨还原剂喷入炉膛900~1100的区域内进(繁:進)行脱硝[2]。获取垃圾焚烧炉炉内温度和烟气组分分布规律是二恶英控制与SNCR技术实施的关键
由于垃圾焚烧炉开云体育是一个庞大和复杂的系统,很难通过实验手段对炉内燃烧状况进行检测。计算流体力学#28CFD#29技术花费小,周期短,适用性强,已广泛应用于垃圾焚烧炉燃烧模拟及jí SNCR设计[3-5]。
广州某垃圾焚烧电厂在建的750t/d炉排式垃圾焚烧炉是国内单台容量最大的焚烧炉,采用SNCR技术进行脱硝。本文利用CFD技术[繁:術],对焚烧炉的燃烧过程进行数值模拟,研究炉内燃烧过程对二[读:èr]恶英控制及SNCR设计的影响,为SNCR设计提供理论支持,同时为了解和掌握大容量垃圾焚烧炉炉内燃烧过程及其规律,提高同类型锅炉的设计、运行与改(读:gǎi)造水平提供有益的参考。
1模{拼音:mó}拟对象
本文的模拟对象为一台基于Volund技术制造的机械炉排式垃圾焚烧发电锅炉,处理能力为750t/d,图1为垃圾[jī]焚烧炉示意图。炉排为空气冷却式,分为4段,每段长3m。一、二段《读:duàn》炉排倾斜角度为15,三、四段炉排倾斜角度为7.5。每段炉排都可以单独地调整它的运动,通过改变频【pinyin:pín】率和振幅来调整垃圾的混合程度和在炉排上的停留时间。
1-垃圾给料斗;2-炉排;3-吹风;4-出渣口;5-气相燃烧边界;6-炉膛;7-余热锅炉;8-二次风吹枪图1垃圾焚烧炉示意炉排下一次风分别由各自燃烧空气qì 区单独控制。炉排燃烧空气区由一次风单独调节。二次风通过燃烧室尾部的数(繁体:數)个喷[拼音:pēn]嘴直接喷入炉膛内
二次风喷入速度很高#2850~90m/s#29,以便与烟气有效混合。2数值模拟方法模拟区域向下至锅炉冷灰斗入口,上(练:shàng)至余热锅炉顶部,炉《繁:爐》膛与【pinyin:yǔ】余热锅炉高31.6m,炉膛横截面尺寸为13.9m×9m,余热锅炉横截面尺寸为5.1m×9m。图2为垃圾焚烧炉的模拟计算模型,采用Gambit建模,网格划分采用分块划分、局部加密的方法
在保证计算精度的条件下,减少网格的总体数量,提高了计算速度。采用非结构化的四面体网格,总网格数为815654。
图2焚烧炉模拟区域与网格划分利用Fluent软件来模拟垃圾床层上的气相燃烧过程。气相湍流流动采用k-RNG模型,辐射模型选用DO模型,澳门威尼斯人各种气体组分的质量分(拼音:fēn)数由组分输运#28Species-Transport#29模型求解,采用湍流-化学反应相互作用#28Eddy-Dissipation#29模型来模拟气相燃烧反应,壁面采用标准壁面函数#28Standard-Wall-Functions#29来处理。采用SIMPLE算法求解压力-速度耦合方程,控制方程的离散采用一阶迎风格式,方程采用离散求解
NOX形成模拟采用后处理方法。在模拟中考虑了热力型NOX和燃料型NOX,热力型NOX的生成采用广义的Zeldovich机理进行计算;燃料型(拼音:xíng)NOX以实验测得的垃圾床层表面miàn NOX浓度作为入口边界条件,实验样品为广州模化有机垃圾,其干基组分与工业分析见表1和表2[6]。表1生活垃圾干基组分%
气体停留时间模拟采用示踪方法。在入口处注入示踪气体脉冲,在气体出口处设置监测面,获得气相停留时间分[fēn]布曲线。本文不考虑垃圾床层[繁体:層]的燃烧,以床层表面的实际速度、温度和组分作为入口边界条件[7]
使用用户自定[读:dìng]义方程在入口边界输入气相组分质量浓度及温度的函数,入口CH4、CO、H2、O2、CO2与H2O平均体积分数分别为(繁:爲)0.13%、1%、0.01%、10.6%、12.2%与10.6%,入口平均温度为1056K。入口速度取常数1.7m/s。二次风为(繁:爲)常温压缩空气,喷射速度为80m/s,温度为293.15K
出口边界采用Outflow方[读:fāng]式。
3数值模拟结果与讨论3.1炉内燃烧过程模拟结果3.1.1温度与停留时间分布图3为垃圾焚烧炉中心截面的温度分布图。截面平均温度为1190K,锅炉整体温度较高。出口平均温度为1165K,与设计值1156K符合较好,表明计算比较合理澳门巴黎人。二次风对气相燃烧作用明显,含有可燃挥发分的烟{pinyin:yān}气与二次空气充分混合、燃烧,使炉内温度进一步升高,在二次风喷枪前炉膛中心部位的炉温最高,最高温度为1623K。
图3焚烧炉{练:lú}温度分布对于可燃成分是否燃烧完全,烟气在燃烧室内的停留时间是一个重要的参数[8]。较长的停留时间可使炉内烟气中的可燃成[练:chéng]分获得最大程度的燃尽。图4为焚烧炉炉膛内的de 烟气停留时间分布图。
图4炉膛气体的停留时间分布由图4可知,大(拼音:dà)部分烟气的停留时间为2~5s,烟气平均停留时间3.7s,烟气在炉膛内停留时间较长。锅炉(繁:爐)二次风设计比较合理,可提供较好的烟气混合,使烟气在炉膛的高温区停留较长时间,从而使炉膛内可燃组分更有效地燃烧。3.1.2烟气组分分布图5为焚烧过程较为关注的CO与O2质量浓度分布图。
图5焚烧炉CO与(繁:與)O2浓度分布从CO浓度分布图可知,CO主要在二、三段炉排生成,该区域为垃圾焚烧主燃区,温度最高。主燃区挥发性气体析出较多,缺氧现[繁体:現]象严重,燃烧不充分,CO大量生成,并释放到[dào]上层烟气中,在二次风作用下,与O2混合进行二次燃烧。对比CO和O2浓度图可以清楚看出,在CO浓度高的地方也是O2含量最少的地方
第4段炉排为燃尽区,炉排上垃圾成分主要为灰渣,垃圾及烟(拼音:yān)气中可燃组分较少,CO基本不生成,O2含量较高。另外,通过出口烟气中的O2含量可以判断燃烧状况,当出口烟气中O2含量较高时,有利于烟气中可燃组分充分燃烧。从O2浓度分布图可看出锅炉出口处O2充足,体积分数为4.7%,与设计值5%~6%基本吻合,能保证(读:zhèng)CO等可燃物的充分燃烧
出口处CO燃烧完全,浓度基本为零。3.2炉内过程对二恶英的影响为有效防止二恶英类污染物的生成,垃圾焚烧炉应满足烟气温度在1123K以上,停留时间大于2s这个标准。由图《繁:圖》3可知,从炉内温度分布来看,大部《练:bù》分区域温度在1123K以上,锅炉的整体温度满足二恶英控制的温度要求
由图4可知,大部分烟气的停留时间在2s以上,锅炉的平均停留时间为3.7s,满足二【练:èr】恶英控制的停留时间要求。结合图3、图4与图5可知,炉膛内燃烧温度较高,烟气停留时间较长,可[读:kě]有效控制二恶英在炉内的生成,同时也有利于可燃组分充分燃烧。3.3炉内过程对SNCR的影响SNCR技术适合于垃圾焚烧烟气的脱硝
该技术实(拼音:shí)施的关键是选择合适的温度区。根据计算结果,可知余《繁:餘》热锅炉区温度满足SNCR狭窄的温度窗。因此,选取SNCR设计区域为余热锅炉入(读:rù)口至折焰角区,高度为锅炉10~26m处,如图6所示
图6SNCR模(读:mó)拟区域及网格划分3.3.1温度与停留时间分布对SNCR的影响SNCR技术脱除NOX效率(练:lǜ)与反应温度密切相关,温度低于或者高于最佳脱硝温度,脱硝率均迅速sù 下降。图7为SNCR设计区域的温度与速度随高度的分布图。由图7可知,入口处由于燃尽风的喷射,烟气温度与速度有较明显波动
设计区域温度稳定【pinyin:dìng】,满足SNCR的温度窗,最低温度dù 在高17m处,温度(练:dù)为1211.7K,大于1173K。烟气速度为3.3~6.8m/s,平均速度为3.9m/s。
图[繁体:圖]7温度和速亚博体育度随高度的变化
SNCR喷枪一般采取分层布置,布置层数为2~3层,布置区应(繁体:應)选取烟气速度不是太快的区域。从图7可以看出,在高10~12m处,烟气速度较快,不适合布置SNCR喷枪。而且烟气速度过快【练:kuài】,不利于氨剂对锅炉截面的有效覆盖及[拼音:jí]与烟气的有效混合
SNCR还原反应中,在合适的反应温度下,反应时间是保证反应转化率的重要条件。图8为SNCR设计{练:jì}区域烟气平均停留时间。由图8可知,大部分烟气停留时间超过2s,平均停留时[繁:時]间为4.5s
根据[繁体:據]实验结果,SNCR反应较适宜停留时间为1.2s左右[9],为满足反应时间要求,SNCR喷枪《繁体:槍》采取两层布置的方式,选取的布置区域为高13m及19m处。
图8余热锅炉气体的停留时间分布图3.3.2烟气组分分布对SNCR的影响根据反应机理分析可知,氨剂及中间产物与NO、O2之间存在竞争反应,O2浓度对还原反应有重要影响。O2浓度过低不利于NO还原反娱乐城应的进行,但是过高的O2浓度促进了NH3氧化生成NO的反应,削弱了NH3还原{pinyin:yuán}NO的反应,使得NO脱除效率降低。图9为SNCR设计区域NOX与O2随高度的分布图
由图可知,烟气中的O2质量分数为4.7%~5.5%,在此范围内,既可以保证NH3还原NO的反应进行,又不会对NO的脱除效率产(繁:產)生明显的负面影响。因此,计算区域《yù》O2含量可充分满足SNCR反应的需求。根据初始NO浓度对脱硝效率的影响,初始NOX浓度越高,脱硝效率《读:lǜ》越大
研究表明,当初始的NOX水平降到100mg/kg以下时,NOX还原效率降低[10]。由《yóu》图9可知,NOX的质量浓度[练:dù]为300mg/kg左右,大于100mg/kg,有利于SNCR反应的进行。
图9NOX和O2浓度随《繁:隨》高度的变化CO能够使SNCR最佳脱硝温度向低温方向移动,但并不能提高SNCR的最大反应效率[11]。由图5可知,垃圾焚烧锅炉中CO燃烧十分充分,出口处CO浓度(读:dù)趋近于零,对SNCR过程基本没有影响。4结论#281#29余热锅炉出口平均烟温和烟气组分浓度与设计值符合良好,表明模拟结果合理(练:lǐ)
#282#29由垃圾焚烧炉气体燃烧的温[拼音:wēn]度分布图和气体在炉膛内的停留时间分布图可【练:kě】知,焚烧炉能有效控制二恶英的生成,同时也可以保证可燃组分充分燃烧。#283#29焚烧炉高10~26m区域温度与组分浓度满足SNCR设计需要。喷枪分2层布置,选取的布置区域为高13m及高19m处
以上模拟结果可以为焚烧炉二恶英控制及SNCR设计提供理论支持与参考。待[读:dài]焚烧炉建成后,按照焚烧炉实际燃烧情况,可以对模型进一步修正,以使模mó 型更贴近实际运行状况。参考文献略
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