在(zài)l934年義賣.密歇拫州Dearborn安裝了第(dì)一台有記錄的汙泥焚燒爐,最早采用煆燒 礦物的立式多膛焚(fén)燒爐(lú)。該焚(fén)燒技術直到20世紀60年代才被逐漸釆用,自1962年德國 率(lǜ)先建議並開(kāi)始運(yùn)行歐洲第一座汙泥(ní)焚燒廣以來,汙泥的(de)焚燒量(liàng)才大幅度增加。至20世 紀80年代,多膛焚燒爐逐漸被流(liú)化(huà)床焚燒爐取(qǔ)代。
無論釆用哪種焚燒工藝,都要掌握其燃燒特性機理,以便指導工程實(shí)踐(jiàn),為此國內外 研究機構針對汙泥單獨焚燒或汙(wū)泥混煤燃燒等開展了大量(liàng)試驗研究。
研究機構利用熱重分析法(fǎ)可對汙(wū)泥的燃燒(shāo)動力學特性展開研究,分析不同影響因素對 汙泥燃燒過程的影響。熱重分析表明,汙泥開始燃燒階段總反應(yīng)速率(lǜ)受化學反應速度控 製,其後階段完全受擴散因素控製。隨著升溫速率增大各特征值溫度均增(zēng)大.升溫速率越 小,汙泥燃燒反應進(jìn)行的越徹底。此(cǐ)外(wài),一些研究者利用熱重(chóng)一差示掃描量熱法(TO DSC)及熱重-紅外(wài)聯用技術(TOFTIR)等對不同汙泥燃燒過程和燃(rán)燒特性進(jìn)行研究: 研究結果表明,汙泥燃燒失重過程中有3個失重速(sù)率較(jiào)高的(de)區域(yù),前兩個以揮發分(fèn)析出為 主(zhǔ),第三(sān)個為固定碳的燃燼區域。汙泥(ní)的燃燒過程以揮發分燃燒(shāo)為主,在進行焚燒爐設計 時應合理(lǐ)地進行燃燒組織。
單純利用熱分析技術研究汙泥的燃燒過程顯然不能滿足工程(chéng)實踐的需求(qiú),為更好地認 識(shí)其實際的燃燒過程,需要對擴大的實際燃燒過程展開試驗研(yán)究^研究者(zhě)在日處理量為 5t的流化床實驗台上進行的實際汙泥焚燒(shāo)試(shì)驗表明,由於汙泥水分析出、揮發分II放與 燃燒使得稀相區溫(wēn)度高於密相區(qū),、汙泥焦(jiāo)粒的孔腺結(jié)構有利於固定碳的燃燒。'
汙泥混燒是采用焚燒技術(shù)消(xiāo)納汙泥(ní)的(de)一個重要途徑,包括水泥廠回轉窯汙(wū)泥混燒工
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藝、燃煤電廠汙泥混燒工藝和垃圾焚燒(shāo)廠(chǎng)汙泥混燒工藝等。國外研究者對不同汙泥和煙煤 的(de)混合燃燒進行了(le)熱重(chóng)分(fèn)析,結果表明(míng),汙泥的燃燒(shāo)由兩個不同反應活性(xìng)的有(yǒu)機部分(fèn)組 成,其中(zhōng)低活性部分的(de)熱解和燃燒溫度接(jiē)近(jìn)於煤。汙泥和煤(méi)混合燃燒時兩者相互獨立互不 影響^汙泥混燒是由一係列連續的一級反應組成,在汙泥摻混比(bǐ)例小(xiǎo)於10%時煤的反應 持性幾乎沒(méi)有變化,當摻混比例達到(dào)50%時,反應呈現兩個不同階段,在低溫區(T< 350°C)反應特性接近於汙泥,高溫區(qū)(T>350°C)接近於(yú)煤。