污泥焚烧工艺技术研究

3污泥焚烧工艺的主要影响因素
焚烧的目的侧重于减量(或减容)和燃烧后产物的安全化、稳定化方面，这一点与以获取燃烧热量为目的的燃烧是有差别的。因此，焚烧必然以良好的燃烧为基础，要使燃料完全燃烧。支配燃烧过程的有3个因素：时间、温度、废物和空气之间的混合程度。这3个因素有着相互依赖的关系，而每一个因素又可单独对燃烧产生影响。
3.1时间
燃烧反应所需的时间就是烧掉固体废物的时间。这就要求固体废物在燃烧层内有适当的停留时间。燃料在高温区的停留时间应超过燃料的燃烧所需的时间。一般认为，燃烧时间与固体废物粒度的1～2次方成正比，加热时间近似地与粒度的平方成比例。如燃烧速度在某一要求速度时，停留时间将取决于燃烧室的大小和形状。反应速度随温度的升高而加快，所以在较高的温度下燃烧时所需的时间较短。因此，燃烧室越小，在可利用的燃烧时间内氧化一定量的燃料的温度就必须愈高。
固体粒度愈细，与空气的接触面愈大，燃烧速度快，固体在燃烧室内的停留时间就短。因此，确定废物在燃烧室内的停留时间时，考虑固体粒度大小很重要。
3.2温度
燃料只有达到着火温度(又称起燃点)，才能与氧反应而燃烧。着火温度是在氧存在下可燃物开始燃烧所必须达到的最低温度，因此燃烧室温度必须保持在燃料起燃温度以上。若燃烧过程的放热速率高于向周围的散热速率，燃烧过程才能继续进行，并使燃烧温度不断提高。一般来说，温度高则燃烧速度快，废物在炉内停留的时间短，而且此时燃烧速度受扩散控制，温度的影响较小，即使温度上升40℃，燃烧时间只减少1％，但炉壁及管道等容易损坏。当温度较低时，燃烧速度受化学反应控制，温度影响大，温度上升40℃，燃烧时间减少50％。所以，控制合适的温度十分重要。
3.3废物和空气之间的混合程度
为了使固体废物燃烧完全，必须往燃烧室内鼓人过量的空气。氧浓度高，燃烧速度快，这是燃烧的最基本条件。对具体的废物燃烧过程，需要根据物料的特性和设备的类型等因素确定过剩气量。但除了空气供应充足，还要注意空气在燃烧室内的分布，燃料和空气中氧的混合如湍流程度，混合不充分，将导致不完全燃烧产物的生成。对于废液的燃烧，混合可以加速液体的蒸发；对于固体废物的燃烧，湍流有助于破坏燃烧产物在颗粒表面形成的边界面，从而提高氧的利用率和传质速率，特别是扩散速率为控制速率时，燃烧时间随传质速率的增大而减少。
4污泥焚烧污染物控制的研究现状
焚烧过程包括分解、氧化、聚合等反应。燃烧所产生的废气中还含有悬浮的未燃或部分燃烧的废物、灰分等少量颗粒物。未完全燃烧产物有CO、H2、醛、酮和稠环碳氢化合物，还有氮氧化物、硫氧化物等。因废物组成不同，燃烧方式不一样，燃烧产物也有一定差异，以下就几种主要污染物进行讨论。
4.1氮氧化物的形成与控制
燃烧时氮氧化物是由空气中的氮及废物中的氮生成。燃烧时主要生成NO，NO2只占总氮氧化物的很小部分。NO和NO2总称为“NOx”。因燃烧中生成的NO稍后在烟道和大气中被转化成NO2，所以NOx排放以NO2表示。
燃烧过程中产生的NOx分为两类。一类是废物中含氮的化合物由于燃烧被氧化生成的NOx，称为燃烧型NOx。另一类是炉内空气中的氮在高温状态下氧化生成的NOx，称为热力型NOx。这两类NOx在焚烧过程中以燃烧型NOx为主。降低NOx的方法主要有①在燃烧过程中降低O2浓度的生成抑制法；②将发生的NOx用还原剂还原减少排出量的排烟脱氮法两大类。
4.2HC1的形成与控制
HC1是由废物中含的氯乙烯及其它含氯塑料，厨余中的氯化钠而产生。HC1去除的方法大体分为干法和湿法。干法是反应生成物以干燥状态排出，湿法是以水溶液排出。干法又进一步分为全干和半干法(或称半湿法)，全干法使用干燥固体作反应剂，半干法用水溶液或浆料作反应剂。
4.3硫氧化物的形成与控制
废物中的硫元素在燃烧过程中与氧化合物生成SO2和SO3，总称SOx。其中SO3仅是很小的一部分，因SO3不能由硫和氧直接反应产生，SO3需在催化剂(V、Si、Fe2O3等)的作用下才能生成。烟气中SOx取决于废物的成分，烟气中SOx的控制一般采用烟气在排放之前通过气体净化或在燃烧过程中除硫。在燃烧过程中的除硫，是采用让烟气中的SOx在炉膛里与某些固硫剂发生反应使之固定下来。如加入石灰或白云石等使硫固定在灰渣中。
4.4烟尘的形成与控制
废物燃烧时不可避免的会产生烟尘，它包括黑烟和飞灰两部分。由于废物中含有重金属，因此它们在燃烧过程中常以金属化合物或金属盐的形式被部分混到烟气中被排放，造成污染；或沉积在管道、室壁的表面，加速了设备的腐蚀，影响传热。
防止烟尘的方法有：①增加氧浓度，使其燃烧完全。常采用通人二次空气的办法；②提高炉温，利用辅助燃料；③采用恰当的炉膛尺寸和形状，使焚烧条件合适；④对烟气进行洗涤、除尘等处理。
4.5二恶英的形成与控制
二恶英是多氯二苯并二恶英PCDB(poly chlorinated dibenzo-P-dioxins)和多氯二苯呋喃PCDF(polv chlorinated dibenzofurans)两类化合物的总称。二恶英的形成机理比较复杂，它发生的前提可概括为：①要有有机和无机氯；②存在氧；③存在过渡金属阳离子作催化剂(如焚烧飞灰等)。抑制二恶英的生成可从3方面进行：①改善燃烧条件，减少不完全燃烧大分子有机产物和碳的残量；②阻止氯化过程(包括喷氨、加硫等方法)；③阻止联芳基合成(用喷氨等方法毒化催化剂)。