一、问题回顾
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5 c* |: V1 G6 J3 K1 F既然是完结篇,首先在此对之前的一些重要结论进行回顾:
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" l( d2 x1 ?. m; |: I8 \水泥窑处置固体废弃物通常由分解炉加入,部分随烟气向上运动,部分直接掉入烟室。对于随烟气运动的废弃物,燃尽率是关键;对于掉入烟室的废弃物,重点在于减少掉入烟室的废弃物数量。7 b; I5 A7 X( y8 S( \. w( w Q
关于燃尽率:; q% t4 |, O- q8 a5 y
; |6 B( O7 n& n6 L废弃物所含热量真正能发挥最用的(对节煤有贡献的)比例仅为35%,当废弃物燃尽率更低时,这个比例更小,甚至为负,即要“倒贴”煤。
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' a) }3 }/ b0 F+ U( X% \5 @当废弃物燃尽率较低时,分解炉出口CO含量明显升高,升高了C1出口温度,并增加了化学热损失,通常1000ppm的CO多带走4kcal/kgcl热量。
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- p9 p% s7 g5 z% u; ^+ |. d4 L9 {影响废弃物燃尽率的关键是废弃物处置量、含水率、尺寸大小及反应时间。其中,“仅”考虑分解炉的话,废弃物停留时间仅数秒;降低废弃物的含水率、尺寸大小通常经济上不可行。因此,废弃物处置量的关键还是在于延长反应时间。
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关于掉入烟室:1 {7 }2 _8 m6 J( U* f! e. ^- J
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当废弃物直接喂入分解炉时,对于直径≤8mm的废弃物,基本不会落入烟室;对于直径≥10mm的废弃物,将会落入烟室。
/ Y& B6 n6 D: p; L掉入烟室的废弃物不仅会影响熟料质量,其引起的局部还原气氛还会导致大量的硫释放,加剧硫的循环和富集现象,影响窑稳定运行,进而影响到窑产量和废弃物处置量。 X/ w( X- d V) ?. [) e
4 m- V0 Z. H3 R8 k& l二、解决问题) p* _ J( ]0 n; y6 H3 r S
9 k9 P( y9 T9 \2 K; W如何解决这两个棘手的问题呢?
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答案就是:采用外部燃烧装备。
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在不改变分解炉本身的情况下,将废弃物喂入外部燃烧装备中,出外部燃烧装备的废弃物及其烟气再进入分解炉内燃烧,其优势在于:
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(1)废弃物在外部燃烧装备中提前燃烧,尤其是那种具有很长停留时间(数十分钟)的外部燃烧装备(分解炉内停留时间仅数秒),从而显著提升废弃物的燃尽率,解决燃尽率这一难题。
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(2)废弃物经过在外部燃烧装备内的加热、水分蒸发、挥发分析出、裂解等化学反应过程,小尺寸的废弃物直接燃尽;大尺寸的废弃物经过数十分钟的燃烧过程,尺寸也会逐步变小。当其再喂入分解炉之后,也会大大减少掉入烟室的数量,减少对窑运转的影响。- q5 T# G& }; B' ]4 u
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三、产品介绍
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5 ] {4 c! o. P' c2 |市场上有很多适用于水泥窑协同处置废弃物的外部燃烧装备,在此重点介绍一个产品:史密斯公司的热盘炉(Hotdisc)。
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$ I- s# M, P9 }; `. }热盘炉如下图所示,三次风从右上角接入热盘炉,废弃物从热盘炉炉顶靠近三次风管位置喂入;热盘炉本身是一个旋转的炉面,通过调节旋转速度,废弃物在炉面上的停留时间最长可以达到45分钟;为了保持热盘炉内的温度,设有喷煤点和C4生料喂入点;经过数十分钟的停留时间后,燃尽后的废弃物残渣和烟气进入上升烟道。; h- p) D' {& `6 T7 ?; h
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" u# J8 `4 G) m从介绍中可以看出,热盘炉符合上面提到的外部燃烧装备的两个优势:①停留时间,保证废弃物燃尽率;②废弃物落在炉面上燃烧,经过裂解等过程,废弃物或燃尽,或尺寸显著缩小,减少掉入烟室的比例。
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1 H& ?/ ^1 m- r( K1 f1 U实际运行也证明了,与直接处置废弃物相比,采用热盘炉后:( e' H9 p9 |9 B8 @9 f) F: e* J
6 E$ [. A8 |: ^2 I生产系统运行稳定性明显提升(得益于落入烟室的废弃物量显著减少)7 H2 v9 O9 d/ @5 g0 g- A# ~( p
. _: X) J7 d1 r$ T. p% m废弃物处置量增加一倍至两倍(对于5000t/d生产线,生活垃圾日处置量≥500t/d,危废≥200t/d)
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处置废弃物所带来的节煤效果更加突出,以前单位熟料节煤少甚至“倒贴”煤的,采用热盘炉后吨熟料实物煤耗明显降低(如某企业采用热盘炉处置生活垃圾,吨熟料实物煤耗节约了5-10 kg,取决于废弃物处置量和热值等)(得益于废弃物的燃尽率显著提升)
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- t @4 D" y& Q& y* j$ K9 b) N余热发电量明显提升(得益于废弃物处置量增大,单位熟料烟气量更大,C1出口烟气温度也更高,但由于废弃物自身燃尽率高,吨熟料实物煤耗还降低了)5 {4 K; t, x" G9 o/ y- F7 O
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目前,热盘炉在国内外已投产30余台套,系统运行稳定、操作简单、运维费用很低,而且对窑产量及质量几乎无影响。, G9 r. W8 M4 B4 ^, s
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