| 達(dá)冠木材廢料的燃燒技術(shù)及燃燒設(shè)備 |
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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司
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木材廢料的燃燒技術(shù)及燃燒設(shè)備 七十年代以來，由于能源的緊張短缺，世界各國十分重視木材廢料燃燒技術(shù)的開發(fā)和研究，美國、日本等一些發(fā)達(dá)國家，已廣泛運用了燃燒木材廢料的各種新型蒸汽鍋爐和其他燃燒裝置。近幾年來，我國也越來越重視木材廢料的開發(fā)利用，引進了一些將木材廢料加工成燃燒料捧的技術(shù)設(shè)備以及燃燒木材廢料的燃燒設(shè)備。南京林業(yè)大學(xué)研制成功的以木屑、刨花等木材廢料為燃料的旋風(fēng)燃燒爐，巳廣泛應(yīng)用于干燥木材。 木材廢料大致可分為森林采伐剩余物和木材加工剩余物。木材廢料含有的主要元素是碳、氫、氧。與其他固體燃料比較，木材廢料碳含量較低，僅為50%左右（干基）；揮發(fā)物含量較高，可高達(dá)80%以上（干基）灰含量少，通常為1～5%；發(fā)熱量比較低，低發(fā)熱量一般在18840KJ] Kg左右（干基）。 木材廢料的燃燒是其可燃成分在高溫下通過劇烈的氧化作用，放出大量的熱量和光的過程。燃燒過程可分為三個前后相連的階段：水份的蒸發(fā)；揮發(fā)物逸出并燃燒；固定碳的燃燒。木材廢料進入爐膛，由于吸收熱量而溫度升高，首先水份蒸發(fā)；當(dāng)溫度開高到150～180℃時，大量揮發(fā)物進行熱解釋放；當(dāng)溫度升高到225℃時，揮發(fā)物開始著火并放熱；當(dāng)溫度達(dá)270℃時，放熱量迅速增加；當(dāng)溫度達(dá)400℃時，揮發(fā)物基本燃燼，這時剩余物有中間產(chǎn)物焦油和碳；當(dāng)溫度達(dá)500～580℃時，碳和焦油著火并燃燼；當(dāng)溫度高達(dá)780～850℃時，重碳?xì)浠衔锶紵⑷紶a，燃燒結(jié)束。 為了使木材廢料的燃燒過程順利進行，并盡可能充分燃燒，提高燃燒效率，必須具備以下幾個條件： 1．降低木材廢料的含水量。含水量高，不僅降低廢材的發(fā)熱量，而且阻礙廢材本身溫度的上升，致使著火速度和燃燒速度降低。當(dāng)廢材的含水量超過60%時，就不能維持穩(wěn)定的燃燒。因此，60%的含水量是木材廢料作燃料的極限含水量。 2．木材廢料的尺寸大小盡可能均勻。應(yīng)把廢材按尺寸大小分類，大塊的廢材應(yīng)破碎，使其最大尺寸不超過50～70mm。 3。供給充足而適量的空氣。廢材完全燃燒所必需的理論空氣量，由廢材的元素成分確定。但是，實際燃燒時，所供給的空氣量不可能全部參加燃燒，所以實際供給的空氣量比理論空氣量多。實際供給的空氣量與廢材的種類、燃燒方式和燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)的完善程度有關(guān)。對燃燒木材廢料的鍋爐來說，過剩空氣量一般為25N50%,即過？諝庀禂(shù)為1.25～1.5。 4．保持足夠高的爐膛溫度。為了使廢材能產(chǎn)生急劇的燃燒反應(yīng)，保證一定的燃燒速度，爐膛溫度一般不小于8 00℃。 5．保證木材廢料燃燒所必需的時間和空間，并使空氣與木材廢料能很好接觸、混合。 6．及時排出木材廢料燃燒后所產(chǎn)生的煙氣和灰渣。 木材廢料的燃燒設(shè)備按燃燒方式的不同，可分為層燃爐、懸浮燃燒爐和沸騰燃燒爐三大類。 一、層燃爐 圖1是最早用來燃燒木材廢料的一種簡單可靠的燃燒爐。它的爐排是水平固定式爐排。進料口設(shè)在爐室的側(cè)面或頂部。燃燒所需要的空氣，一次風(fēng)從爐排下送入，二次風(fēng)從燃料堆上部送入。這種燃燒爐的特點：結(jié)構(gòu)簡單，操作容易；對廢料的尺寸大小要求不高；熱慣量大，允許間斷加料和燃燒的含水量在一定范圍內(nèi)變化。其缺點：適應(yīng)負(fù)荷變化的能力差；燃燒效率比較低；人工除灰。 燃燒木材廢料的爐排有多種型式，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國外采用比較多的爐排有兩種：傾斜固定式光管爐排和傾斜固定式光管爐排加往復(fù)式尾部爐排。 為傾斜固定式爐排燃燒爐的示意圖。這種爐排是由一個傾斜度大的主爐排和一個可翻轉(zhuǎn)的燃燼爐排組成。木材廢料經(jīng)給料機送至爐排上部，并在此處進行干燥。隨著燃料逐漸干燥，燃料有規(guī)律地自動沿著爐排向下移動，并進行燃燒，燃燒生成的灰渣由翻轉(zhuǎn)爐排自動除灰。燃燒所需要的空氣，一‘。次風(fēng)從爐排下沿長度方向分幾個風(fēng)室進入爐膛，各風(fēng)室可單獨調(diào)節(jié)；二次風(fēng)在爐排上送，八爐內(nèi)，起著加強燃燒的作用。 傾斜固定式爐排加往復(fù)式尾部爐排燃燒爐如圖3所示。傾斜固定爐排有三種不同的坡度，以適應(yīng)燃料沿爐排向下移動時，經(jīng)干燥、燃燒后自然安息角的改變。往復(fù)爐排是由固定和活動爐排片互相交替排列組成；顒訝t排片在驅(qū)動裝置帶動下，以很低的速度間歇運動，使灰在進入翻轉(zhuǎn)爐排前，燃料能夠充分燃燒。燃燒所需要的空氣，大約占總空氣量的35%從傾斜固定爐排下送入；另外35%經(jīng)往復(fù)爐排送入；其余的燃燒空氣以二次風(fēng)和三次風(fēng)的形式進入爐膛。 二、懸浮燃燒爐 懸浮燃燒爐有半懸浮燃燒和懸浮燃燒兩種形式。半懸浮燃燒爐底部設(shè)有爐排。用于燒木材廢料的爐排，國外通常采用平板空冷爐排、水冷密孔板爐排、鏈條爐排和水冷振動爐排。木材廢料經(jīng)氣力或機械式給料機送入燃燒室，小顆粒燃燒在爐內(nèi)作懸浮燃燒，大塊燃料則在爐排上燃燒。 懸浮燃燒爐不設(shè)爐排，燃料和空氣按正確比例在燃燒室內(nèi)相混合，呈懸浮狀態(tài)燃燒。整個爐子是一個臥式的圓柱形燃燒室。木粉從燃燒室前端進入，與從兩側(cè)切線方向噴入的空氣相混合，并形成旋流，木粉在旋轉(zhuǎn)和浮動的狀態(tài)下進行燃燒，熱煙氣從燃燒室末端排出。根據(jù)燃燒爐輸出的熱量，可以控制、調(diào)節(jié)燃料量和空氣量。這種燃燒爐在不結(jié)焦的情況下，運行是令人滿意的。但是，在某些情況下，由于燃料中污物的成分和含量的變化，以及燃料濃度的不同，就破壞了燃料與空氣的比率，使火焰溫度波動，從而給正常運行帶來了困難。此外，在產(chǎn)生熔焦時，耐火材料在較短時間內(nèi)就被侵蝕而損壞，給維修也帶來了麻煩。 懸浮燃燒爐的優(yōu)點：爐子結(jié)構(gòu)簡單；對負(fù)荷的變化反應(yīng)快；燃燒效率離。缺點是對燃料的要求比較高，一般適用于燃燒含水量較低的廢材細(xì)料，如砂光粉等。 三、沸騰燃燒爐 碎木料經(jīng)給料機由卸料管送入爐內(nèi)，燃燒所需的空氣由高壓風(fēng)機送入閥風(fēng)室，并通過布風(fēng)板進入燃燒室，將料層吹起，碎木料在科層中作上下翻騰運動而燃燒。料層中有一定數(shù)量的惰性材料，如砂子等，其作用：將送入燃燒室的燃料分布至整個料層，并迅速地將其加熱至著火溫度；使燃料在燃燒室內(nèi)有足夠長的停留時間，從而保證完全燃燒；惰性材料層猶如一個大的“蓄熱池”，能儲存大量的熱能，對燃燒過程有利。 沸騰燃燒爐的最大優(yōu)點是它能夠燒一般燃燒設(shè)備難以燃燒的燃料，如高灰分的、不易著火的廢材。此外，它還具有燃燒強度高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。沸騰燃燒爐的主要缺點：飛灰污染比較嚴(yán)重；耗電量大；運行操作比較復(fù)雜；沸騰區(qū)內(nèi)爐墻磨損嚴(yán)重。因此，對于用傳統(tǒng)的燃燒設(shè)備就能燃燒的木材廢料來說，一般就不采用沸騰燃燒。 |
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