O、前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)陂_發(fā)資源和制造產(chǎn)品的過(guò)程中，必然產(chǎn)生廢物，生物質(zhì)垃圾便是其中一種，如工業(yè)廢物的糠醛渣、紙漿；農(nóng)業(yè)加工產(chǎn)生的木薯渣、稻殼、秸桿等，如何處理這些垃圾己越來(lái)越來(lái)成為人們關(guān)注的問(wèn)題，如處理或處置不當(dāng)，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的影響和危害，而且還會(huì)帶來(lái)資源的浪費(fèi)，用生物質(zhì)垃圾作為鍋爐燃料既可節(jié)約能源又可改善環(huán)境，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值；現(xiàn)在通用的垃圾焚燒系統(tǒng)主要有垃圾層燃、流化床式燃燒、回轉(zhuǎn)筒式焚燒系統(tǒng)。流化床焚燒方式具有投資省，燃燒穩(wěn)定，排放低，適應(yīng)低熱值燃料等特點(diǎn)，非常適合我國(guó)國(guó)情。高低差速流化床技術(shù)能在床內(nèi)形成強(qiáng)烈的內(nèi)循環(huán)，很適合燃燒垃圾這種特種燃料。
1、高、低差速床垃圾焚燒基本技術(shù)原理
高低差速流化床鍋爐技術(shù)是一種床內(nèi)循環(huán)技術(shù)，它采用一定高度的隔墻將爐床分為主燃燒區(qū)與傳熱區(qū)。主燃燒區(qū)習(xí)慣稱主床，傳熱區(qū)稱副床。在結(jié)構(gòu)位置上副床與主床存在一定高度差，主床低一點(diǎn)。在隔墻下部開有若干個(gè)孔，使兩床相互連通，副床上布置有浸泡受熱面，而主床則沒(méi)有。在主副兩床采用單獨(dú)的風(fēng)室供風(fēng)，以不同風(fēng)速分別向兩個(gè)分床鼓風(fēng)，形成高速床與低速床。主床為高速床，副床為低速床。
由于高低速兩床流化時(shí)的床高和空隙率不同，形成如圖1所示的壓力分布特性。在下部孔口形成從低速床向高速床的壓差，使顆粒通過(guò)孔口從低速床向高速床運(yùn)動(dòng)。隔墻上部形成由高速床向低速床的壓差，使顆粒由高速床向低速床運(yùn)動(dòng)，這樣顆粒通過(guò)下部孔口從低速床向高速床運(yùn)動(dòng)，在高速床中顆粒上升，再?gòu)母魤ι喜坑筛咚俅策M(jìn)入低速床，在低速床中顆粒下沉，又通過(guò)下部孔口回流入高速床（見圖2）。
當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃料從主床側(cè)給入，進(jìn)入爐床的燃料在主床上進(jìn)行預(yù)熱與燃燒，由于主床中未布置受熱面，高溫未燃燼的燃料循環(huán)進(jìn)入傳熱區(qū)進(jìn)行燃燼并與浸泡受熱面進(jìn)行熱交換；降溫后的床料由副床進(jìn)入主床，與主床的床料進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過(guò)程以平衡溫度。主床與副床的循環(huán)流率大小除了影響顆粒燃燼外，還影響主床與副床的溫度平衡，最終關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行。
高低差速床在燃燒垃圾時(shí)，由于床內(nèi)存在強(qiáng)烈的回流與循環(huán)，當(dāng)垃圾給入時(shí)垃圾顆粒在床內(nèi)與高溫床料發(fā)生碰撞、撕扯破碎與拖曳，這大大延長(zhǎng)了低比重的垃圾在床層停留時(shí)間，有利于垃圾發(fā)生預(yù)熱、干燥、氣化、燃燒等過(guò)程，直至燃燼。
2、燃糠醛渣高、低差速床鍋爐
2.2爐型與總體結(jié)構(gòu)
燃糠醛渣高、低差速床鍋爐總體布置如圖3所示。
2.3燃糠醛渣高、低差速床鍋爐設(shè)計(jì)措施
1．燃燒設(shè)備�？啡┰且环N密度較輕(約為405kg/m3)，含灰量低且水份含量高（一般40%~50%）的生物質(zhì)渣料，發(fā)熱值只有9 462.3 kj/kg，鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)給渣料既要保證落入沸騰層內(nèi)，又要考慮沸騰床料的穩(wěn)定，并使渣料能有效的干燥、著火，而差速流化床的設(shè)計(jì)能完美地解決以上問(wèn)題。該燃燒技術(shù)的要點(diǎn)是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床( FBC)單一流化床面，而采用不同流化風(fēng)速的多層床面“差速流化床”結(jié)構(gòu)。煤從高速床進(jìn)入，在高速床內(nèi)物料按不同粒徑分離，細(xì)顆粒溢流于低速床，因低速床顆粒細(xì)，故低速床所用風(fēng)量小，風(fēng)速較低，這樣水量大、密度小的糠醛渣能很順利的進(jìn)入沸騰層內(nèi)；鍋爐運(yùn)行時(shí)，沸騰段密相區(qū)內(nèi)高、低速床之間不斷進(jìn)行物料循環(huán)，料層溫度一般在850℃~ 950℃之間，且料層厚度為1.1 m~1.2 m，因此密相區(qū)料層的蓄熱量很大，而且傳熱強(qiáng)烈，故含水量大的渣料能順利烘干，著火燃燒。在此過(guò)程中低速床的埋管受熱面與高溫物料之間進(jìn)行了熱交換，低速床的物料冷卻了高速床中的物料，由于低速床流化風(fēng)速很低(1.5 m/s)且物料顆粒細(xì)，故埋管受熱面磨損很小。
2．采用寬大爐膛設(shè)計(jì)及二次風(fēng)。由于糠醛渣含水量很高，燃燒時(shí)爐內(nèi)的煙氣體積大，為了減慢爐膛內(nèi)的煙氣上升速度，保證足夠的停留時(shí)間，因而爐膛需設(shè)計(jì)得比較高大。
其次，糠醛渣的揮發(fā)份很高，勢(shì)必考慮在稀相區(qū)燃燒大量的可燃?xì)怏w，故我們?cè)诰嗖硷L(fēng)板4m和4.5m處布置了二層切圓二次風(fēng)，形成了強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的上升氣流，延長(zhǎng)氣體及細(xì)小顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間，加強(qiáng)可燃?xì)怏w和二次風(fēng)的強(qiáng)烈混合，提高燃燒效率。
3．采用負(fù)壓進(jìn)渣料。糠醛渣潮濕，進(jìn)料時(shí)易形成搭橋，故采用播煤風(fēng)將渣料打散，使其進(jìn)入床內(nèi)后能均勻烘干、著火。
4．鍋爐運(yùn)行后的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。鍋爐自投建以來(lái)，至今一直運(yùn)行安全穩(wěn)定。每小時(shí)可焚燒糠醛渣8t左右，日處理廢渣近200 t，相當(dāng)于每日可節(jié)省約65 t標(biāo)準(zhǔn)煤，若按每噸標(biāo)準(zhǔn)煤300元，年運(yùn)行300天計(jì)算，每年可節(jié)省人民幣585萬(wàn)元，投資回收僅需一年，且又消除了廢渣堆積給土壤和水資源帶來(lái)的污染，減少了土地的占用率，因而具有極高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
3、結(jié)束語(yǔ)
筆者所在的公司從事生物質(zhì)燃料高、低床燃燒的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造已有多年，產(chǎn)品己形成系列化(鍋爐蒸發(fā)量從15 t/h～75 t/h)，現(xiàn)在正不斷的向更深、更廣的方面發(fā)展，為環(huán)保工程出一份力。
三門峽富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐以及生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料的顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們也有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。
