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回转窑式医院垃圾焚烧炉设计

2011-06-10 13:19 环卫科技网 马晓茜

摘要:给出了一个回转窑式医院垃圾焚烧系统的结构简图,介绍了其工作原理;针对中小规模医院的自备焚烧炉,进行了初步设计和热力计算;讨论了回转窑式医院垃圾焚烧炉中值得研究的问题。
关键词:医院垃圾;焚烧;回转窑
1前言
医院垃圾含大肠杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌、乙肝表抗等有害细菌和病毒,细菌总数(860~1400)×104个/cm3[1],是一种有害固体废弃物。要破坏和去除有害细菌和病毒,宜采用高温焚烧处理。沈阳、鞍山等地曾分别建成多室式医院垃圾焚烧炉[1,2],都是以煤为辅助燃料,让煤在辅助燃烧室中气化,以煤气来保证主燃室中医院垃圾的稳定、完全燃烧。近年来,国外也开发出一些适合于有害固体废弃物处理的焚烧炉[3],其中,回转窑(RotaryKiln)式焚烧炉具有结构简单、造价低、运行可靠、易控制、可保证燃烧稳定、完全等优点,并可建成大、中、小型回转窑式焚烧炉,分别适合于城市医院垃圾集中焚烧、大医院自备焚烧炉、中小医院自备焚烧炉。集中焚烧可采用高自动化程度、高治污水平的设备,并可回收热能,但投资与运行费用均较贵,需政府出资建设和维持运行,适合于对环境质量要求高的经济发达的大都市;自备焚烧炉分散处理,可减轻运输的压力,投资与运行费用均较低,易被用户接受,但是否能达到焚烧的要求,则是人们关注的问题。本文对回转窑式焚烧炉进行介绍,并且对适合于中小规模的医院自备焚烧炉,进行了初步设计和热力计算。
2回转窑式焚烧炉的结构和原理
图1给出了参考国外最先进的回转窑式焚烧技术[3]而设计的医院垃圾焚烧炉结构。其基本工艺流程是:整个焚烧系统分为2个燃烧室,实现了分级燃烧。①一燃室窑体可转动,起到输送废弃物和加强窑内热质混合的作用,转速约0.5~1.0rpm。废弃物在其中的停留时间约0.5~1.5h。加料速度控制在使窑内废弃物体积占总体积的20%。一燃室中可用适量的油或煤气作为辅助燃料,也可掺烧废油和工业可燃废液。在一燃室中发生挥发份析出、裂解、可燃气部分燃烧、残炭燃烧并燃烬等反应。②从一燃室产生的可燃气进入二燃室,在二燃室中喷入少量的辅助燃料,以维持炉内高温,保证可燃气的迅速、完全反应。③烟气从二燃室排除后,经过烟囱直接排入空气。

图1回转窑式医院垃圾焚烧炉结构
回转窑除了用于医院垃圾焚烧外,还可用于焚烧其它固体废弃物、泥浆、固液混合物等。一些现代的回转窑系统中,在2个燃烧室间设一个旋风室,使灰渣从出渣口排出,以防止高温二燃室中的结渣。二燃室可水平或垂直布置,其中还可喷入废油和工业可燃废液。目前回转窑的平均热负荷约17MW,美国有的回转窑热负荷已达44MW。
3设计计算与说明
3.1医院垃圾特点
(1)热值约7000kJ/kg。
(2)堆积密度约300~500kg/m3,设计计算中取堆积密度400kg/m3。
(3)含水份40%~50%,灰10%,PH值8~9。
3.2设计目的与要求
(1)本焚烧炉适合于中小型医院的垃圾焚烧。医院垃圾产量40~100kg/d,按日处理量100kg/d设计。
(2)焚烧后杀死全部病原及各种微生物。
(3)减重率90%,减容率85%~90%,固体废弃物灰化。
3.3焚烧炉主要结构尺寸
(1)一燃室:内径d1=0.4m长度L1=1.2m体积V1=0.151m3
(2)旋风室:内径d2=0.24m长度L2=0.9m体积V2=0.041m3
(对小型炉可不设旋风室)
(3)二燃室:内径d3=0.6m长度L3=1.2m体积V3=0.339m3
(4)一燃室倾角6.5°。
3.4焚烧炉主要运行参数
(1)回转窑转速:0.5~5rpm(可调)。
(2)回转窑进料速度:使炉内垃圾体积控制在20%V1左右。
(3)固体废弃物在一燃室中停留时间为0.5~1.5h。
(4)可燃气在二燃室中停留时间为1~3s。
(5)处理速度:12kg/h,日运行约8h。
3.5焚烧炉主要热力参数
(1)一燃室设计炉温:950℃。
(2)炉温系数:0.75。
(3)一燃室过量空气系数为0.5~2.5(可调)。
(4)设一燃室辅助燃料为油,取油的热值35000kJ/kg,燃油量0.07~0.08kg/kg。
(5)一燃室热负荷17kW,容积热负荷113kW/m3。
(6)二燃室设计炉温≥1000℃。
(7)二燃室空气系数为1.2~2.0(可调)。
(8)二燃室辅助燃料为油,燃油量0.03~0.05kg/kg。
(9)二燃室热负荷22kW,容积热负荷65kW/m3。
(10)总耗油量为0.10~0.13kg/kg,日耗油量10~13kg。
3.6烟风系统
(1)由离心式鼓风机送风。风机型号:No.2.8,转速2900rpm,全压951Pa,流量1330m3/s。

来源:互联网

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