【摘 要】
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近年来随着中国城镇化的发展,城市污水污泥,尤其是工业污泥产量日益加大。在环保标准日益严格的今天,污泥处理已经成为一个重要的研究课题。在众多污泥处置方法中,焚烧法具有
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近年来随着中国城镇化的发展,城市污水污泥,尤其是工业污泥产量日益加大。在环保标准日益严格的今天,污泥处理已经成为一个重要的研究课题。在众多污泥处置方法中,焚烧法具有处理速度快,污泥储存时间短、不需要长距离运输,减容效果突出,能有效灭菌消毒,且污泥热值可用于发电和供热等优势,因此焚烧法具有广阔的发展空间。本文在实验室研究的基础上,利用数值模拟方法对100MW燃煤锅炉开展了不同含水率以及不同掺烧配比情况的污泥掺烧研究,进行了现场试验并与之对比研究;并且通过炉膛空气分级优化,开展了降低锅炉NOx排放的数值模拟研究。实验室研究表明掺混少量污泥后,其沾污指数和单煤相似。对比涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉燃烧和污泥掺烧,结果表明模拟煤粉燃烧过程中,两种模型模拟结果接近且均与实际情况相符;而涡耗散模型更能准确地模拟污泥掺烧后大量水分进入炉膛后其吸热效果对炉膛带来的影响。在污泥掺烧模拟方面,对比炉膛内部温度场、烟气浓度场等模拟结果,涡耗散模型均优于混合分数模型。保持掺烧比不变,降低污泥入炉含水率,NOx排放有所增加,但变化较小;污泥含水率不变,当掺烧配比小于20%时,锅炉燃烧特性与NOx排放特性与单煤燃烧差异较小;配比大于20%时,锅炉燃烧效果变差,NOx排放大幅上升。增加燃尽风比例,或降低总风量以降低炉内主燃烧区空气量,均能有效降低NOx的排放,而飞灰含碳量增加不明显。现场掺烧试验结果表明,随着污泥比例增加,炉膛内水分上升,水分吸热造成主燃烧区温度下降,炉膛出口飞灰含碳量上升;污泥的含氮量明显高于煤质,掺烧后NOx排放增加。模拟结果与实际现场测量结果相一致。在掺烧56%含水率的污泥,质量比不超过10%的情况下,污泥掺烧对锅炉的正常运行影响较小,实际中掺烧合理配比的污泥是可行的。
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