350t/d垃圾焚烧炉污泥掺混燃烧与SNCR脱硝特性的数值模拟

以某台350t/d垃圾焚烧炉为研究对象,利用CFD数值模拟方法,研究掺混不同比例半干化污泥(含水率60%)下的燃烧特性以及污染物排放特性,并对选择性非催化还原(selective non catalytic reduction,SNCR)脱硝喷枪位置进行了优化研究。结果表明:一烟道烟气温度与污泥掺混量成反比,氧含量与污泥掺混量成正相关,在3%~13%的污泥掺混量中,7%是比较合适的污泥掺混量,污泥掺混量低于10%时,第一烟道高温区的燃烧状态能达到二恶英控制的燃烧要求。NO_x生成量与污泥掺混量成正相关,在10%掺混量时仅采用SNCR方法焚烧炉出口烟气NO_x含量高达278.63mg/m^3,未能达到排放标准。但通过对SNCR喷枪位置进行调整,可利用烟气涡旋回流提高脱硝效率,相同氨氮比下出口烟气NO_x含量降低到245.25mg/m^3。模拟计算得出不同污泥掺混量时的温度和NO_x的变化趋势,提出适宜的污泥掺混量及SNCR喷枪布置优化方案,可为垃圾焚烧炉污泥掺混焚烧及SNCR脱硝提供参考。

350t/d垃圾焚烧炉的结构优化

鉴于国内生活垃圾热值的多样性,直接采用国外引进的焚烧炉会存在燃料热值不适应等问题。对广东某350 t/d的炉排式垃圾焚烧炉进行适应性改造,采用床层计算软件FLIC和计算流体力学CFD软件Fluent对不同结构的垃圾焚烧炉内的燃烧情况进行数值模拟,预测前墙折焰角与后拱U形折角对炉膛的温度场、速度场、烟气组分的分布特征与燃料适应性。结果表明:消除前墙折焰角与后拱U形折角使炉膛燃烧区域下移,高温区域集中在炉排与二次风出口之间,炉膛燃烧更加充分,有效降低NOx的产量,从而节约脱销还原剂的用量且更适应污泥与垃圾掺混燃烧;掺混5%的LD-40污泥,可有效降低CO、CO_(2)的生成量以及炉膛温度,减缓高温腐蚀现象。数值模拟结果与现场实测温度相比,误差平均值小于5%。