含鹽有機廢液焚燒鍋爐的研究與應用

李朝暉　崔波　劉殿博

摘 要：現(xiàn)階段，比較常用的廢液從爐膛下部噴入、煙氣上行式爐膛爐型，其在對含鹽有機廢液進行處理的過程中，經(jīng)常存在廢液燃燒不完全以及燃燒效率低等問題。所以，在這種背景下，本文深入研究了一種廢液由爐膛頂部霧化噴入，煙氣下行的新型含鹽有機廢液焚燒鍋爐。針對這種類型的鍋爐，其具有很多的優(yōu)點，包括：廢液霧化效果相對良好，煙氣的停留時間較長，能夠讓廢液充分燃燒等。

關鍵詞：含鹽有機廢液;焚燒鍋爐;研究與應用

針對含鹽有機廢液而言，其成分具有較強的復雜性，通常都含有大量的氫氧化鈉以及硫酸鈉等，并且在沸點較低，無法有效的對危險有機物進行講解。所以，在對含鹽有機廢液進行處理期間，一定要采用相對科學的手段。

1 鍋爐結構和應用分析

1.1 鍋爐結構分析

在本次的研究的中，新型焚燒爐主要由爐膛、凝渣管等組成。其中，針對爐膛頂部，設計了廢液焚燒器，在爐膛的中間部位，設計了四角切圓燃燒器及四角切圓燃盡風噴口。并且，在鍋爐的底部，設計了對沖燃燒器，具體如圖1所示。

1.2 鍋爐的實際應用分析

通常情況下，在對含鹽有機廢液進行處理的過程中，其會由爐膛頂部燃燒器噴出來，然后進行燃燒，而廢液會從上到下，有順序的經(jīng)歷干燥、蒸發(fā)以及燃燒過程。并且，通過鍋爐中部的燃煤器，會進一步對廢液的燃燒溫度進行提高，同時，利用四角切圓燃燒器及四角切圓燃盡風噴口，也可以對鍋爐骨爐膛內(nèi)部煙氣的湍流度進行增強，以保證廢液可以得到良好的燃燒。

在對這種新型鍋爐進行應用期間，其主要是對液態(tài)排渣手段進行應用，從鍋爐爐膛的底部位置，有效的將熔融態(tài)無機鹽排放出來。并且，對于鍋爐底部的對沖燃燒器而言，其能夠有效的對鍋爐底部的溫度進行保持，讓其內(nèi)部的溫度可以一直高于無機鹽的熔點，從而從根源對熔融態(tài)的無機鹽進行有效排放出去。同時，還可以讓廢液得到充分的燃燒，有效的降低了環(huán)境污染。

在廢液排放過程中，高溫煙氣會依照一定的順序，經(jīng)過凝渣管區(qū)、輻射冷卻室、蒸發(fā)器。并且，隨著處理深度的不斷增加，煙氣的溫度也會越來越低，隨后，對已經(jīng)吸收的煙氣熱量進行應用，讓其產(chǎn)生飽和蒸汽，最后在通過鍋爐排放出去。在這一過程中，對凝渣管束進行有效的設置，可以有效的對煙氣所包含的無機鹽進行捕捉，進而讓這些物質(zhì)，包括：熔融態(tài)無機鹽等，都可以全部從鍋爐底部清除在外。當從鍋爐底部排除在外的熔融態(tài)無機鹽處于冷卻狀態(tài)之后，會進入熔渣接灰斗中緩存，并通過包裝機，對這些無機鹽進行打包外銷[1]。而針對煙氣攜帶的粉末狀堿灰，則會通過鍋爐煙道的灰斗進行回收，并利用包裝機進行外銷。

2 含鹽有機廢液焚燒鍋爐的研究

2.1 研究方法

在本次的研究以及分析過程中，主要是采用數(shù)值模擬以及理論計算共同結合的手段。通過對理論計算方式進行應用，將計算結果與鍋爐的實際運行數(shù)據(jù)進行合理的分析，有針對性的進行比較，并對該類鍋爐機性能的計算手段進行有效的優(yōu)化[2]。此外，對數(shù)值模擬手段進行應用，實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)煙氣的流動特性模擬的效果，進一步研究煙氣的溫度分布情況等，然后有針對鍋爐進行改進和完善。

2.2 研究對象

2.2.1 參數(shù)結構

研究焚燒爐的主要結構尺寸如表1所示。

2.2.2 燃料性質(zhì)

鍋爐應用了X油作為助燃燃料，具體如表2所示。

2.2.3 數(shù)值模型

將本次研究的廢液焚燒鍋爐的結構尺寸等作為依據(jù)，對其燃燒器等進行了簡化，具體創(chuàng)建了數(shù)值模型，具體如圖2所示。

2.3 研究內(nèi)容

2.3.1 傳熱計算

對本次研究的廢液焚燒鍋爐進行了計算，具體結果如表3所示。

2.3.2 數(shù)值模擬

在對模擬進行計算的前期階段，進行了如下假設。第一，廢液的液滴粒徑平均值假設為400μm。第二，因為液滴具有較強的粘性，如果接觸了鍋爐壁的表面，就會被捕集，并會經(jīng)歷干燥以及揮發(fā)的過程[3]。

其中，圖3表示不同溫度下，氣流流動軌跡。圖4表示每個噴口出來的氣流方向以及不同噴口氣流之間的碰撞方式。并且，通過對圖4的進一步分析和研究，針對氣流運行期間的分布情況，可以對大部分的受熱面進行沖刷。

3 結束語

通過對焚燒鍋爐內(nèi)部氣流以及燃料液滴流動性的模擬得知，新型焚燒的結構設計型式，可以在一定程度上達到提升焚燒效率的目的。

參考文獻：

[1]陳杰，謝金芳，安兵濤.含鹽有機廢液焚燒鍋爐的研究[J].工業(yè)鍋爐，2017，22（06）：126-130.

[2]馬靜穎，張廷羽.高濃度含鹽有機廢液焚燒技術[J].能源工程，2017，22（01）：145-148.

[3]陳曉平，趙長遂，沈來宏，等.流化床焚燒技術在有機廢液無害化處理領域的應用[J].鍋爐技術，2017，32（19）：125-128.

作者簡介：

李朝暉（1969- ），專科學歷，工程師，一直從事焚燒爐管理。