飛灰由燃料(主要是煤)燃燒過程中排出的微小灰粒。其粒徑一般在1~100μm之間。又稱粉煤灰或煙灰。由燃料燃燒所產(chǎn)生煙氣灰分中的細微固體顆粒物。如燃煤電廠從煙道氣體中收集的細灰。大量粉煤灰如不加控制或處理,會造成大氣污染,進入水體會淤塞河道,其中某些化學物質(zhì)對生物和人體造成危害。
近日,國際首臺循環(huán)流化床飛灰焚燒爐在江西高安實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行,單臺日純?nèi)細饣w灰500噸,燃燒效率達到98.5%。該項目通過氣化飛灰焚燒發(fā)電技術(shù)與循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)的有機耦合,將煤炭轉(zhuǎn)化為清潔煤氣和建材原料,為當?shù)鼐奂l(fā)展新動能、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級提供后勁,在建陶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、綠色發(fā)展中具有重要意義。
該飛灰焚燒爐為江西濟民可信(高安)清潔工業(yè)燃氣項目配備的3臺飛灰焚燒裝置中的1號爐??偼顿Y約60億元人民幣。項目建成后將成為全球大煤制清潔工業(yè)燃氣項目,將向陶瓷產(chǎn)業(yè)基地40余家企業(yè)提供煤制清潔工業(yè)燃氣。
焚燒產(chǎn)生的超高壓超高溫蒸汽用于發(fā)電,配3套發(fā)電量為45MW的余熱余能發(fā)電裝置。該項目的飛灰焚燒爐飛灰處理量大、蒸汽參數(shù)高,在國際上尚屬首次。
循環(huán)流化床鍋爐采用的是工業(yè)化程度最高的潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化燃燒,主要結(jié)構(gòu)包括燃燒室(包括密相區(qū)和稀相區(qū))和循環(huán)回爐(包括高溫氣固分離器和返料系統(tǒng))兩大部分。
與鼓泡流化床燃燒技術(shù)的最大區(qū)別是運行風速高,強化了燃燒和脫硫等非均相反應過程,鍋爐容量可以擴大到電力工業(yè)可以接受的大容量(600MW或以上等級),循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)很好的解決了熱學、力學、材料學等基礎(chǔ)問題和膨脹、磨損、超溫等工程問題,成為難燃固體燃料(如煤矸石、油頁巖、城市垃圾、淤泥和其他廢棄物)能源利用的先進技術(shù)。
循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室(爐膛)、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)所組成,燃料在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中完成燃燒過程,并通過燃燒將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮埽约訜峁べ|(zhì);汽水系統(tǒng)的功能是通過受熱面吸收煙氣的熱量,完成工質(zhì)由水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝?,再轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽的過程。
循環(huán)流化床鍋爐的煙風系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的風(冷風和熱風)系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的統(tǒng)稱。循環(huán)流化床鍋爐的風系統(tǒng)主要由燃燒用風和輸送用風兩部分組成。前者包括一次風、二次風、播煤風(也稱三次風),后者包括回料風、石灰石輸送風和冷卻風等。
氣化飛灰焚燒發(fā)電技術(shù)
焚燒飛灰是市政生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的,在垃圾的焚燒的過程中,垃圾中有機物主要以氣態(tài)物質(zhì)的形式排放;而無機物質(zhì)則主要形成固體顆粒物,其中顆粒較大固體沉積在焚燒爐底部及爐排上,被稱為底灰,回收固體廢物焚燒產(chǎn)生的熱能用于發(fā)電的焚燒余熱利用方式??梢圆捎貌煌男问?常見的是建立專門的焚燒-熱回收-發(fā)電聯(lián)合系統(tǒng),并直接將電力輸入商業(yè)電網(wǎng)。當焚燒廠與發(fā)電廠距離不遠時,也可以將過熱蒸汽直接供給發(fā)電廠。
控氣型熱解焚燒爐將焚燒過程分為二級燃燒室, 一燃室進行垃圾熱分解溫度控制為700℃以內(nèi),讓垃圾在缺氧狀態(tài)下低溫分解,這時金屬Cu、Fe、Al等金屬元素不會被氧化,因而不會有 的產(chǎn)生,會大大減少二惡英的量;同時,由于HCl的產(chǎn)生量受殘氧濃度的影響,因而缺氧燃燒會減少HCl的產(chǎn)生;并且 自還原氣氛下也難以大量生成。由于控氣型垃圾焚燒爐是固體床,所以不會產(chǎn)生煙塵,不會有未燃盡的殘?zhí)歼M入二燃室。
垃圾中的可燃成份分解為可燃氣體,并引入氧氣充足的二燃室燃燒。二燃室溫度在1000℃左右并且煙道長度使煙氣能夠停留2s以上,保證了二惡英等有毒有機氣體在高溫下完全分解燃燒。此外使用布袋除塵器可避免使用靜電除塵時Cu,Ni,F(xiàn)e顆粒對二惡英生成的催化作用。
余熱發(fā)電系統(tǒng)一個完整的水汽循環(huán)利用過程。在生產(chǎn)線窯尾、窯頭各設(shè)置一臺余熱鍋爐,用于與廢氣的熱量交換,熱交換后鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽導入汽輪機做功,汽輪機帶動發(fā)電機向外輸出電能。做過功后的蒸汽經(jīng)凝汽器冷凝成凝結(jié)水,經(jīng)凝結(jié)水泵與閃蒸器出水匯合,通過鍋爐給水泵增壓進入AQC鍋爐省煤器進行加熱,經(jīng)省煤器加熱后的高溫水分三路分別送到AQC爐汽包、SP爐汽包和閃蒸器內(nèi)。
進入兩臺鍋爐汽包內(nèi)的高溫水在鍋爐內(nèi)循環(huán)受熱,最終產(chǎn)生過熱蒸汽,兩路過熱蒸汽匯集后進入汽輪機。進入閃蒸器的高溫水根據(jù)閃蒸汽化原理(高溫高壓水進入低壓空間后會部分瞬間汽化)產(chǎn)生一定壓力的飽和蒸汽進入汽輪機后級輔助做功作用。做過功后的蒸汽經(jīng)過凝汽器冷凝后形成凝結(jié)水重新參與系統(tǒng)循環(huán)。循環(huán)過程中消耗掉的水由純水裝置制取出的純水補充到系統(tǒng)中
燒結(jié)余熱發(fā)電是通過利用燒結(jié)機尾落礦風箱及燒結(jié)環(huán)冷機密閉段的煙氣加熱余熱鍋爐來回收低品位余熱能源,結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù),利用余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。燒結(jié)余熱發(fā)電,不僅為鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗,而且為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造豐厚的經(jīng)濟利潤。