流化床焚烧处理城市生活垃圾工艺设计

①炉床下送风。助燃空气自炉床下送风，由废物层空隙中窜出。这种扰动方式易将不可燃的底灰或未燃碳粒随气流带出，形成颗粒物污染。废物与空气接触机会大，废物燃烧较完全，焚烧残渣热灼减量较小。
②炉床上送风。助燃空气由炉床上方送风，废物进入炉内是从表面开始燃烧。优点是形成的粒状物较少，缺点是焚烧残渣热灼减量较高。
二次燃烧室内氧气与可然性有机蒸汽的混合程度取决于二次助燃空气与燃烧气体的相互流动方式和气体的湍流程度。湍流程度可由气体的雷诺数决定，雷诺数低于10000时，湍流与层流同时存在，混合程度仅靠气体的扩散达成，效果不佳。雷诺数越高，湍流程度越高，混合越理想。一般来说，二次燃烧室气体速度在3～7m/s即可满足要求。如果气体流速过大，混合度虽大，但气体在二次燃烧室的停留时间会降低，反应反而不易完全。
过剩空气，在实际的燃烧系统中，氧气与可然物质无法完全达到理想程度的混合及反应。为使燃烧完全，仅供给理论空气量很难使其完全混合燃烧，需要加上比理论空气量更多助燃空气量，以使废物与空气能完全混合燃烧。以相关参数可定义如下。
①过剩空气系数。过剩空气系数（m）用于表示实际空气与理论空气的比值，定义为：

式中 A0——理论空气量；
A——实际供应空气量。
②过程空气率 过剩空气率定义为：

废气中含氧量是间接反应过剩空气多少的指标。由于过剩氧气可由烟囱排气测出，工程上可以根据过剩氧气量估计燃烧系统中 的过剩空气系数。废气中含氧量通常以氧气在干燥排气中的体积百分比表示，假设空气中氧含量为21%，则过剩空气比可粗略表示为：

焚烧或焚烧排气的污染物排放标准是以50%过剩空气为基准，由于过剩空气无法直接测量，因此以7%过剩氧气为基准，再根据实际过剩氧气量加以调整。废物焚烧所需的空气量是由废物燃烧所需的理论空气量和为了供氧充分而加入的过剩空气量两部分所组成的。空气量供应是否足够，将直接影响焚烧的完善程度。过剩空气率过低会使燃烧不完全，甚至冒黑烟，有害物质焚烧不彻底；但过高时则会使燃烧温度降低，影响燃烧效率，造成燃烧系统的排气量和热损失增加。
理论空气量可根据废物组分的氧化反应方程式计算求得，过剩空气量则可根据经验或实验选取适当的过剩空气系数后求出。如果废物内所含的有机组分复杂，难以对各组分一一进行理论计算，则需通过实验予以确定。工业锅炉和窑炉与焚烧炉所需要的过剩空气系数有较大不同，过剩空气系数尽量维持在1.5以下；焚烧的首要目的则是完全摧毁废物中的可然物质，过剩空气系数一般大于1.5。但焚烧炉的形式不一样，空气过剩系数一般不同，流化床焚烧炉的空气过量系数相对较小，一般为1.2～1.4。
在焚烧系统中，焚烧温度、搅拌混合程度、气体停留时间和过剩空气率是四个重要的设计及操作参数。过剩空气率由进料速率及助燃空气供应速率即可决定。气体停留时间由燃烧室几何形状、供应助燃空气速率及废气产率决定。而助燃空气供应量亦将直接影响到燃烧室中的温度和流场混合（紊流）程度，燃烧温度则影响垃圾焚烧的效率。这四个焚烧控制参数相互影响，其互动关系见表1[2]
表1 焚烧四个控制参数的互动关系
参数变化 垃圾搅拌混合程度 气体停留时间 燃烧室温度 燃烧室负荷
燃烧温度上升 可减少 可减少 —— 会增加
过剩空气率增加 会增加 会减少 会降低 会增加
气体停留时间增加 可减少 —— 会降低 会降低
焚烧温度和废物在炉内的停留时间有密切关系。若停留时间短，则要求较高的焚烧温度；停留时间长，则可采用略低的焚烧温度。设计时不宜采用提高焚烧温度的办法来缩短停留时间，而应从技术经济角度确定焚烧温度，并通过实验确定所需的停留时间。同样，也不宜片面地以延长停留时间而达到降低焚烧温度的目的。因为这不仅使炉体结构设计的庞大，增加炉子占地面积和建造费用，甚至会使炉温不够，使废物焚烧不完全。

2. 垃圾焚烧工艺设计说明
2.1引言
一个固体废物焚烧厂包括诸多系统（设备），主要有废物贮存及进料系统、焚烧系统、废热回收系统、灰渣收集与处理系统、烟气处理系统、烟气处理系统等。这些系统各自独立，又相互关联成为统一主体。城市垃圾焚烧处理的一般流程见图(1)。其操作作为每日24h连续燃烧，仅于每年一次的大修期间（约1个月）或故障时停炉。垃圾以垃圾车载入厂区，经地磅称量，进入倾斜平台，将垃圾倾入垃圾贮坑，由吊车操作员操纵抓斗，将垃圾抓入进料斗，垃圾由滑槽进入炉内，从进料器推入炉内。垃圾首先被炉壁的辐射热干燥及气化，再被高温引燃，最后烧成灰烬，落入冷却设备，通过输送带经磁选回收废铁后，送入灰烬贮坑，再回收利用。燃烧所用的空气分为一次及二次空气，一次空气以蒸汽预热，自炉床下贯穿垃圾层助燃；二次空气由炉体颈部送入，以充分氧化废气，并控制炉温不致过高，以避免炉体损坏及氮氧化物的产生。炉内温度一般控制在850℃以上，以防未燃尽的气状有机物自烟囱逸出而造成臭味，因此垃圾低位发热量低时，需喷油助燃。高温废气经锅炉冷却，进入布袋集尘器除尘，用引风机抽入酸性气体去除设备去除酸性气体，再经加热后，自烟囱排入大气扩散。锅炉产生的蒸汽经汽轮发电机发电后，进入凝结器