含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐的研究與應(yīng)用

李朝暉　崔波　劉殿博

摘 要：現(xiàn)階段，比較常用的廢液從爐膛下部噴入、煙氣上行式爐膛爐型，其在對(duì)含鹽有機(jī)廢液進(jìn)行處理的過(guò)程中，經(jīng)常存在廢液燃燒不完全以及燃燒效率低等問(wèn)題。所以，在這種背景下，本文深入研究了一種廢液由爐膛頂部霧化噴入，煙氣下行的新型含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐。針對(duì)這種類型的鍋爐，其具有很多的優(yōu)點(diǎn)，包括：廢液霧化效果相對(duì)良好，煙氣的停留時(shí)間較長(zhǎng)，能夠讓廢液充分燃燒等。

關(guān)鍵詞：含鹽有機(jī)廢液;焚燒鍋爐;研究與應(yīng)用

針對(duì)含鹽有機(jī)廢液而言，其成分具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，通常都含有大量的氫氧化鈉以及硫酸鈉等，并且在沸點(diǎn)較低，無(wú)法有效的對(duì)危險(xiǎn)有機(jī)物進(jìn)行講解。所以，在對(duì)含鹽有機(jī)廢液進(jìn)行處理期間，一定要采用相對(duì)科學(xué)的手段。

1 鍋爐結(jié)構(gòu)和應(yīng)用分析

1.1 鍋爐結(jié)構(gòu)分析

在本次的研究的中，新型焚燒爐主要由爐膛、凝渣管等組成。其中，針對(duì)爐膛頂部，設(shè)計(jì)了廢液焚燒器，在爐膛的中間部位，設(shè)計(jì)了四角切圓燃燒器及四角切圓燃盡風(fēng)噴口。并且，在鍋爐的底部，設(shè)計(jì)了對(duì)沖燃燒器，具體如圖1所示。

1.2 鍋爐的實(shí)際應(yīng)用分析

通常情況下，在對(duì)含鹽有機(jī)廢液進(jìn)行處理的過(guò)程中，其會(huì)由爐膛頂部燃燒器噴出來(lái)，然后進(jìn)行燃燒，而廢液會(huì)從上到下，有順序的經(jīng)歷干燥、蒸發(fā)以及燃燒過(guò)程。并且，通過(guò)鍋爐中部的燃煤器，會(huì)進(jìn)一步對(duì)廢液的燃燒溫度進(jìn)行提高，同時(shí)，利用四角切圓燃燒器及四角切圓燃盡風(fēng)噴口，也可以對(duì)鍋爐骨爐膛內(nèi)部煙氣的湍流度進(jìn)行增強(qiáng)，以保證廢液可以得到良好的燃燒。

在對(duì)這種新型鍋爐進(jìn)行應(yīng)用期間，其主要是對(duì)液態(tài)排渣手段進(jìn)行應(yīng)用，從鍋爐爐膛的底部位置，有效的將熔融態(tài)無(wú)機(jī)鹽排放出來(lái)。并且，對(duì)于鍋爐底部的對(duì)沖燃燒器而言，其能夠有效的對(duì)鍋爐底部的溫度進(jìn)行保持，讓其內(nèi)部的溫度可以一直高于無(wú)機(jī)鹽的熔點(diǎn)，從而從根源對(duì)熔融態(tài)的無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行有效排放出去。同時(shí)，還可以讓廢液得到充分的燃燒，有效的降低了環(huán)境污染。

在廢液排放過(guò)程中，高溫?zé)煔鈺?huì)依照一定的順序，經(jīng)過(guò)凝渣管區(qū)、輻射冷卻室、蒸發(fā)器。并且，隨著處理深度的不斷增加，煙氣的溫度也會(huì)越來(lái)越低，隨后，對(duì)已經(jīng)吸收的煙氣熱量進(jìn)行應(yīng)用，讓其產(chǎn)生飽和蒸汽，最后在通過(guò)鍋爐排放出去。在這一過(guò)程中，對(duì)凝渣管束進(jìn)行有效的設(shè)置，可以有效的對(duì)煙氣所包含的無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行捕捉，進(jìn)而讓這些物質(zhì)，包括：熔融態(tài)無(wú)機(jī)鹽等，都可以全部從鍋爐底部清除在外。當(dāng)從鍋爐底部排除在外的熔融態(tài)無(wú)機(jī)鹽處于冷卻狀態(tài)之后，會(huì)進(jìn)入熔渣接灰斗中緩存，并通過(guò)包裝機(jī)，對(duì)這些無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行打包外銷[1]。而針對(duì)煙氣攜帶的粉末狀堿灰，則會(huì)通過(guò)鍋爐煙道的灰斗進(jìn)行回收，并利用包裝機(jī)進(jìn)行外銷。

2 含鹽有機(jī)廢液焚燒鍋爐的研究

2.1 研究方法

在本次的研究以及分析過(guò)程中，主要是采用數(shù)值模擬以及理論計(jì)算共同結(jié)合的手段。通過(guò)對(duì)理論計(jì)算方式進(jìn)行應(yīng)用，將計(jì)算結(jié)果與鍋爐的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析，有針對(duì)性的進(jìn)行比較，并對(duì)該類鍋爐機(jī)性能的計(jì)算手段進(jìn)行有效的優(yōu)化[2]。此外，對(duì)數(shù)值模擬手段進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐內(nèi)煙氣的流動(dòng)特性模擬的效果，進(jìn)一步研究煙氣的溫度分布情況等，然后有針對(duì)鍋爐進(jìn)行改進(jìn)和完善。

2.2 研究對(duì)象

2.2.1 參數(shù)結(jié)構(gòu)

研究焚燒爐的主要結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示。

2.2.2 燃料性質(zhì)

鍋爐應(yīng)用了X油作為助燃燃料，具體如表2所示。

2.2.3 數(shù)值模型

將本次研究的廢液焚燒鍋爐的結(jié)構(gòu)尺寸等作為依據(jù)，對(duì)其燃燒器等進(jìn)行了簡(jiǎn)化，具體創(chuàng)建了數(shù)值模型，具體如圖2所示。

2.3 研究?jī)?nèi)容

2.3.1 傳熱計(jì)算

對(duì)本次研究的廢液焚燒鍋爐進(jìn)行了計(jì)算，具體結(jié)果如表3所示。

2.3.2 數(shù)值模擬

在對(duì)模擬進(jìn)行計(jì)算的前期階段，進(jìn)行了如下假設(shè)。第一，廢液的液滴粒徑平均值假設(shè)為400μm。第二，因?yàn)橐旱尉哂休^強(qiáng)的粘性，如果接觸了鍋爐壁的表面，就會(huì)被捕集，并會(huì)經(jīng)歷干燥以及揮發(fā)的過(guò)程[3]。

其中，圖3表示不同溫度下，氣流流動(dòng)軌跡。圖4表示每個(gè)噴口出來(lái)的氣流方向以及不同噴口氣流之間的碰撞方式。并且，通過(guò)對(duì)圖4的進(jìn)一步分析和研究，針對(duì)氣流運(yùn)行期間的分布情況，可以對(duì)大部分的受熱面進(jìn)行沖刷。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)焚燒鍋爐內(nèi)部氣流以及燃料液滴流動(dòng)性的模擬得知，新型焚燒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式，可以在一定程度上達(dá)到提升焚燒效率的目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李朝暉（1969- ），?？茖W(xué)歷，工程師，一直從事焚燒爐管理。