锅炉除灰剂的除灰原理及其使用

<正> 一凡固体或液体燃料在锅炉内燃烧,其受热面和烟道上都会粘结烟灰,甚至结渣。受热面上有了积灰和结渣,会使传热恶化、排烟温度升高、热效率降低、能耗增加;更有甚者是,因受热面积灰后还往往加速管壁的腐蚀,影响锅炉的正常运行,严重时得停炉清渣。以往由人工打焦块、定期停炉清积灰,这不仅劳动强度大、效率低,而且不安全;对锅炉(在运行中)受热面上的积灰,则是用蒸汽或压缩空气吹除,这需耗蒸汽和动力,同时吹     

低频声波吹灰器在水泥厂余热电站中的应用

１引言锅炉受热面的积灰、结渣是一个不容忽视的问题。当受热面发生积灰、结渣现象时，如果不能有效予以清除，将给锅炉的安全运行带来很多问题：受热面的传热效率降低；结渣处的高温管道受热软化、最终爆管；受热面积灰乃至结渣，引起烟气流通面积减少、流速加快、阻力增加，进而造成ID风机电耗增加等。由此，如何有效清除受热面的积灰结渣、确保受热面的传热效率，对电站有重要意义。利用声波吹灰来有效实现锅炉受热面的清灰除焦是近些年发展起来的一项新技术，电力系统应用较早，建材行业使用低频声波吹灰器始于１９９８年。当时北京某…     

燃煤电厂锅炉机组受热面积灰结渣研究现状与展望

燃煤电厂锅炉机组受热面积灰、结渣往往会造成熄火、锅炉效率降低甚至导致超温爆管而停炉的重大安全事故,积灰、结渣问题已成为燃煤电厂工程实际中亟需解决的问题。综述了基于受热面积灰、结渣的工程实际和数值模拟研究现状,对其产生机理及解决方法进行了综述,横向对比后认为在积灰方面开展基于智能监测技术方向的智能化吹灰系统的研究与开发是未来重要研究方向,且应提出考虑对流、辐射综合影响的数学模型以提高半对流半辐射受热面的预测精度;由于积灰、结渣现象受多因素影响,而目前研究大多只聚焦于1种或2种方法的探究,因此在结渣方面需要开展综合多影响因素协同一体的综合优化方案;积灰、结渣问题的数值模拟可以通过有限反应速率/涡耗散模型探究2种及以上多煤种的改善作用,同时开发ANSYS Fluent扩展功能以提高传统数值模拟精度,从而对锅炉机组受热面积灰、结渣的工程问题提供技术指导。     

生物质锅炉对流受热面积灰冷态模拟实验研究

燃用生物质的CFB锅炉的尾部受热面上容易出现严重的积灰问题,严重影响换热并可能导致停炉等问题。惯性碰撞是引起生物质锅炉积灰的主要机理,而温度通过影响灰中熔融质所占的比例,进而影响积灰程度。采用加热熔融的石蜡与循环灰的混合物来模拟真实的高黏性飞灰,并搭建了冷态积灰实验台。发现石蜡与循环灰的熔融物可以快速地黏附在受热面上,大大缩短了实验时间。通过图像处理得到沉积厚度随时间的变化情况,沉积过程的生长趋势与真实生物质积灰实验一致。在冷态下实验发现,随着熔融质比例、烟气速度、颗粒粒径的增加,积灰程度呈上升趋势,为生物质锅炉的设计和运行提供了一定的参考依据。     

生物质锅炉对流受热面积灰冷态模拟实验研究

燃用生物质的CFB锅炉的尾部受热面上容易出现严重的积灰问题,严重影响换热并可能导致停炉等问题。惯性碰撞是引起生物质锅炉积灰的主要机理,而温度通过影响灰中熔融质所占的比例,进而影响积灰程度。采用加热熔融的石蜡与循环灰的混合物来模拟真实的高黏性飞灰,并搭建了冷态积灰实验台。发现石蜡与循环灰的熔融物可以快速地黏附在受热面上,大大缩短了实验时间。通过图像处理得到沉积厚度随时间的变化情况,沉积过程的生长趋势与真实生物质积灰实验一致。在冷态下实验发现,随着熔融质比例、烟气速度、颗粒粒径的增加,积灰程度呈上升趋势,为生物质锅炉的设计和运行提供了一定的参考依据。     

空气型同频干涉激波清灰技术在锅炉上的应用

余热锅炉积灰结渣普遍存在,对锅炉运行工况造成多重影响:①积灰结渣使烟气偏流,管壁磨损变薄,爆管频发造成计划外停炉;②蒸发量降低,排烟温度升高,热能浪费严重;③过热蒸汽温度偏低,使发电机组运行受到威胁,发电效率低下. 为此,人们研制使用了机械振打、爆燃脉冲/空气炮、声波等除灰设备,但使用中存在如下功能上的限制和副作用:     

液态排渣锅炉高温受热面结焦及积灰问题的分析与对策

为提高四角喷燃液态排渣锅炉运行的安全性和经济性，从锅炉原理和实际运行情况对锅炉高温受热面的积灰与结焦问题进行了分析，并提出了解决办法，同时提出了一种基于热力学模型的受热面积灰状态实时监测方法。     

基于离散元方法的高碱煤灰沉积过程数值模拟研究

针对锅炉燃用高碱煤产生的受热面积灰问题,以流化床锅炉对流过热器为研究对象,采用离散元方法（discrete element method）建立黏性颗粒碰撞黏附模型,对过热器对流受热面的积灰过程进行数值模拟。分别研究了烟气流速、颗粒粒径、烟气温度以及壁面温度对积灰特性的影响规律。模拟结果表明：烟气流速增大、颗粒粒径减小会导致颗粒的碰撞率上升、捕集率下降;烟气温度和壁面温度提升时,颗粒表面能上升,导致颗粒捕集率上升,且壁面温度的影响更为显著;不同工况下最大积灰厚度、沉积物形状变化较小。     

燃油锅炉一级过热器超温的原因分析

针对燃油锅炉一级过热器出口蒸汽温度超温情况，从油气混烧，燃料品质的变化，空气预热器的漏风，配风的影响，受热面积灰、结渣、结垢和烟气中所含水蒸气等方面进行了调查分析，并提出了相应的解决措施。     

五彩湾煤在O2/CO2燃烧条件下的积灰特性

锅炉燃用准东煤极易发生严重的受热面积灰结渣等问题,制约了新疆准东地区煤炭资源的大规模利用。在一维沉降炉燃烧与积灰试验系统上,研究了准东五彩湾煤的积灰特性,分析了稀释气体种类、O_2/CO_2燃烧中氧浓度对飞灰沉积的影响。结果表明:在21%氧浓度下,与稀释气体为N_2相比,稀释气体为CO_2时得到的沉积灰颗粒之间黏连现象不明显,积灰倾向较弱; O_2/CO_2燃烧条件下,随着氧浓度提高,五彩湾煤的积灰倾向加重,细散灰颗粒减少,球形灰颗粒比例增加,灰颗粒的黏连现象加重。SEM-EDS分析结果表明:O_2/CO_2燃烧中随氧浓度的提高,沉积灰中的块状灰颗粒表面缩孔及凹坑增多,且灰颗粒表面黏附了白色细散絮状灰,Na和Cl的富集加重,这是造成高氧浓度燃烧受热面积灰加剧的重要原因;稀释气体种类对五彩湾煤积灰倾向的影响研究中,稀释气体为N_2(空气燃烧)时,Na和Cl含量明显高于稀释气体为CO_2(O_2/CO_2燃烧)时的含量。此外,燃烧稀释气体为N_2的沉积灰中还出现了Ca和S元素的富集,高温下CaO与硅铝酸盐发生反应生成低温共熔体,这也是空气燃烧时积灰较O_2/CO_2燃烧严重的重要原因。XRD分析结果在一定程度上佐证了EDS的分析结论,灰分中CaSO_4、NaCl等低熔点物质的富集导致了空气燃烧工况和O_2/CO_2高氧浓度燃烧工况积灰的加剧。燃烧的颗粒温度差异是导致O_2/CO_2燃烧和空气燃烧积灰特性不同的主要原因,也是造成不同氧浓度下O_2/CO_2燃烧积灰特性差异的主要原因。煤燃烧的颗粒温度较高时,煤粉着火、燃烧性能得到改善,更高的颗粒温度会导致烟气中出现更多的熔融灰,灰颗粒表面出现熔融相进而增强了灰表面的黏性,加剧积灰现象。     

REMOVAL OF PAHs BY SORBENT FROM FLUE GAS DURING MSW INCINERATION

The aim of this article is to investigate the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by sorbent injection from the flue gas during municipal solid waste (MSW) incineration. For this purpose, the incineration tests of MSW were performed in a fluidized bed incinerator and the influence of sorbent on PAHs was studied. The samples analyzed were taken from the raw MSW, the flue gas, the fly ash, and the bottom ash. The 16 PAHs specified by the U.S. EPA were analyzed by a high performance liquid chromatography (HPLC). The results obtained show that there were a few PAHs in the raw MSW and the bottom ash. The total PAHs in the fly ash and the flue gas were dominated by 3- to 5-ring PAHs and 2- to 4-ring PAHs, respectively. The removal efficiency of PAHs increased with the rise of activated carbon, and the removal efficiency of PAHs by kaoline was better than activated carbon and activated bauxite. PAHs could be effectively removed by sorbent injection from the flue gas during the MSW incineration.     

Studying the melting behaviour of fly ash from the incineration of MSW using viscosity and heated stage XRD data

The purpose of the present study has been to investigate the melting behaviour of fly ashes from the incineration of MSW (municipal solid waste). Four fly ash samples from the Svendborg WtE (waste-to-energy) plant (2nd–3rd pass, super-heater, economizer, ESP), in Denmark, have been investigated, by use of a high-temperature rotational viscometer in order to determine the rheology of the ash material, and by a hot-stage XRD in order to identify phase changes and transformations during the heating and cooling of the ash samples. Knowledge of the ash melting properties as well as phase changes and transformations may lead to a more appropriate control of the plant, in order to minimize ash deposit build-up and corrosion of the heat transfer surfaces. The current data provide an accurate quantification of the melting and rheological properties of waste incineration ash and their use will be an effective tool to reduce deposition, and corrosion problems in waste incinerators as a function of operating temperature.     

城市生活垃圾焚烧飞灰组成特性及重金属熔融固化处理技术研究进展

近年来,我国城市生活垃圾清运量以每年5%左右的增速发展,垃圾焚烧处理能力不断提升,而垃圾焚烧过程会产生占焚烧总量3%~5%的垃圾焚烧飞灰。随着垃圾焚烧处理能力的不断提升,垃圾飞灰产量逐年增加,飞灰处置压力越来越大。城市生活垃圾焚烧飞灰作为一种高重金属浸出毒性的危险废弃物,对环境存在较大危害。论述了城市生活垃圾焚烧飞灰的组成特性及重金属的分布和性质,从飞灰熔融过程原理、重金属转化特性、重金属固化影响因素等方面阐述了熔融处理垃圾飞灰技术的研究进展,探究了飞灰组分和熔融条件对熔融过程及重金属固化效果的影响。论述了等离子熔融技术和熔融固化重金属的效果,最后对飞灰复配熔融及冷却过程优化处理给出参考性建议,并指出飞灰熔融处理技术未来发展方向。垃圾焚烧飞灰中重金属主要以其氧化物、氯化物、硫酸盐形式存在,熔融处理可以改变飞灰组分及相态,使飞灰发生多晶转变和熔融相变过程,重金属离子发生同晶置换反应,被固化在硅酸盐的Si—O四面体晶格结构中,很大程度上降低了飞灰的浸出毒性并实现熔渣资源化利用。熔融处理过程中,熔融气氛、时间及飞灰组分对过程特性和重金属的迁移转化影响较大,冷却方式不同会影响玻璃体熔渣的物理性质。根据重金属的熔点和沸点特性,在熔融处理后,烟气和二次飞灰中会携带部分挥发性强、沸点低的重金属。在今后研究中需要对烟气和二次飞灰进行冷却或二次捕集处理,并对烟气成分进行探究。由于熔融处理过程耗能大、投资高、关键设备研发难攻关,我国垃圾焚烧飞灰熔融处理技术仍处于技术研发阶段,尚无稳定化工业运行实例,但已有部分中试研究试验。熔融处理前,应先分析飞灰组成成分,根据飞灰组成进行预处理。通过添加助熔剂、调节飞灰碱度对飞灰进行复配熔融处理,降低熔融处理的能耗,高效稳定处理重金属。在实验室稳定有效试验的基础上,可以对等离子体熔融处理装置进行技术改进和创新,提高等离子火焰稳定性,实现熔渣的高效分离,提升装置耐久性。     

Characterization of solid residues from municipal solid waste incinerator

In China, the generation of municipal solid waste (MSW) incineration solid residues is expected to increase significantly in the future. Because of ever-increasing generation rates and the concentrations of potentially hazardous heavy metals, which may endanger the ambient environment, these solid residues are of particular concern. Thus, such issues have necessitated the study of the characterization of these solid residues. A detailed characterization of five samples of different type of ashes, collected from two types of MSW incinerators located in Shenzhen (southern China), was carried out in terms of chemical composition, morphology, mineralogy and leaching behavior. Results of chemical analysis and leaching tests suggest that the MSW incineration fly ash must be classified as hazardous waste and should be properly managed. Therefore, the results of this characterization would contribute to the development of adequate waste management strategies.     

上海城市生活垃圾焚烧飞灰的性质分析

垃圾焚烧飞灰是我国城市垃圾焚烧新技术发展过程中产生的一个新问题,飞灰中有大量有害物质。必须予以安全处置。而飞灰的性质对如何处置以及处置的效果非常重要。飞灰的性质有很大的地域性差异。我们对上海浦东御桥垃圾焚烧厂产生的飞灰的相关性质如化学组成、重金属浸出率、重金属挥发特性等进行了检测。并对结果进行了分析。结果表明：上海市飞灰中SiO2含量较高。有利于进行熔融固化。但飞灰在熔融过程中。重金属的挥发量较大,需要引起注意。     

垃圾焚烧飞灰处理技术现状与展望

城市垃圾焚烧飞灰是含有大量重金属和二噁英的危险废物,若不妥善处置,将对人类健康和生活环境造成严重影响。目前常用的垃圾焚烧飞灰处理处置方法,综合分析了其特点和优缺点,并指出飞灰烧制陶粒技术和利用UASB和EGSB装置回收重金属技术可同时实现无害化、减量化和资源化,是飞灰处理技术的发展方向。     

Content, mobility and transfer behavior of heavy metals in MSWI bottom ash in Zhejiang province, China

Municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ash samples were taken from six cities of Zhejiang province, where 1/4 incinerators of China were located. The samples were instrumentally analyzed to detect the content of heavy metals. Sequential extraction procedure (SEP) was adopted to characterize the mobility and environmental impact of heavy metals. And the transfer coefficients of heavy metals from the input MSW to the bottom ash during the incineration were also calculated. It showed that the average content of Zn, Mn, Cu, Pb and Cr in the bottom ash exceeded 300 mg/kg, which was much higher than that in the soils. SEP results showed that although the residue fraction was the primary fraction of the heavy metals in the bottom ash, there were still 1.84 mg of Cd, 86.21 mg of Cu, 83.46 mg of Pb and 939.46 mg of Zn in 1 kg bottom ash having the potential of leaching, which indicated a great threat to the surrounding environment. The result of coefficients calculation revealed that almost all the Cu, Cr, Mn and Ni in the input MSW were transferred to the bottom ash during the incineration. Bottom ash was also the main destination of Cd, Co, As, Mo, Pb and Zn though considerable amounts of those metals were transferred to the raw gas.     

免烧结微生物垃圾焚烧飞灰砖的抗压强度研究

针对当前城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)处置费用高昂、环境污染严重等问题,提出一种利用微生物矿化原理制备免烧结垃圾焚烧飞灰砖的方法。通过在飞灰砖固结体中加入微生物菌液,利用微生物诱导碳酸盐沉积原理,实现飞灰中重金属的固化和稳定化。本文以垃圾焚烧飞灰、Ca(OH)₂、砂子、微生物菌液为原材料,通过单因素试验,探究了制备微生物飞灰砖最优的飞灰掺量、菌液浓度、营养液中钙离子浓度。试验结果表明,当飞灰掺量为40%(质量分数),菌液OD₆₀₀值为0.60,营养液中钙离子浓度为0.30 mol/L时,飞灰砖力学性能最优。此时规格为100 mm×100 mm×50 mm免烧结微生物飞灰砖的干密度为1 937.40 kg/m³,抗压强度达到33.90 MPa,并且重金属浸出浓度满足限值要求,实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。     

垃圾焚烧中抑制二噁英二次生成的方法探讨

根据生活垃圾焚烧技术中二噁英的生成机理,余热锅炉的烟气在低温区急冷可以避免二噁英在低温区的再次合成,但是目前的余热锅炉烟气低温区急冷的不可行,提出从垃圾焚烧系统设计上进行烟气的急冷,抑制二噁英低温区二次生成的新方法。     

垃圾焚烧飞灰在污染物控制领域中的应用探讨

随着垃圾焚烧处置技术的推广和应用,垃圾焚烧飞灰产量逐年增加,传统填埋处置方式存在成本高、填埋场资源不足等问题,因此飞灰的综合利用问题广受关注。由于飞灰富含SiO₂、Al₂O₃等活性物质,在污染物的吸附脱除领域具有良好的应用前景。本文主要结合垃圾焚烧飞灰的理化特性,介绍了垃圾焚烧飞灰在不同废水废气中的污染物吸附脱除效果。综合近年来污染物脱除研究情况,着重介绍了原始飞灰和改性飞灰在重金属、磷盐、染料等污染物脱除中的应用效果、机理,指出了目前存在的主要问题,并对不同的应用工艺进行了成本分析和优缺点对比。最后提出了需要继续深入微波水热在提高飞灰吸附性的应用研究和进一步完善飞灰在污染物控制领域应用的全过程研究的建议与展望。