化工工艺固形燃料工业化应用研究

摘 要：化工生产工艺中难免会产生固形燃料，这是化工生产的特性。现从污泥与垃圾的化工生产入手，对化工生产中所形成的固形燃料进行资源转化，着重探讨该类型燃料的工业化应用，并得出相关结论，供同行参考借鉴。

关键词：化工工艺；固形燃料；应用

中图分类号：F407文献标识码： A

随着工业技术的日渐发达，我国对 RDF（垃圾衍生燃料）技术的研究也不断深入，并获得了较好的成就。之所以要对垃圾衍生燃料进行研究，其原因在于垃圾和污泥本身具有一定的热值，燃烧处理后能将部分热能加以回收，所以有必要对的大批量垃圾衍生燃料技术作深入探讨，以便实现固形燃料资源的转化和利用，做到资源节约。下面，结合RDF技术，对化工工艺中固形燃料的工业化应用作详细探讨。

1 固形燃料的工业化应用

国内现有的垃圾燃烧处理方式有三种，即三种不同形式的垃圾燃烧炉，分别为回转窑式焚烧、机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。在这三种焚烧炉中，机械炉排焚烧炉的技术相对比较成熟，但结构却比其他两种炉子要复杂，垃圾焚烧时很容易出现局部垃圾被烧透、局部垃圾燃烧不全面等问题，并且焚烧过程中容易发生事故。所以综合分析，目前性能最良好，最适宜垃圾焚烧的炉子流化床焚烧炉。

下图1是流化床焚烧炉的工作原理。由图1分析可得，流化床焚烧炉在焚烧垃圾前需先在炉底铺垫一定厚度和一定范围的石英砂，俗称炉渣；然后在炉底部鼓入一定量的空气，将炉渣吹起，发生翻动，形成硫化状态。

图1 流化床焚烧炉工作原理

一般情况下，流化床焚烧炉形状取圆形塔体，并在塔体下设置分配板，便于分配气体，塔内主要用于装载耐火材料。流化床焚烧炉的基本温度控制在 800~900℃，特点具有较高的清洁性，且焚烧效率高、过量空气少，能在塔内实现对有害气体的控制，减少氮氧化物的生成。

垃圾焚烧处理过程中，废物产生是主要目的之一，另外热量输出这一目的能为供电提供能量，为人们的生活、生产带来便利。高品位的电能为废物焚烧所产生的热能所提供，这样的电能传输距离远，而且受用户限制的少，其优点体现在废物吨度的降低和设备利用率的提高上，图2所示为典型的固废焚烧发电系统。

图2 固废焚烧发电系统示意图

在废弃物固形燃料发电系统中，废物是余热锅炉中的主要燃料，水作为中间介质被应用到转换能里。工质吸收了燃烧废物所产生的热量，而饱和水没有吸收热能，在此过程中会产生一种带有一定温度和压力的蒸汽，而且很热。这种蒸汽就能推动汽轮发电机发电，所以热能被有效的转化为电能。

通过实践得知，从热能到机械动能的转变，然后再到电能地转变过程中，会损失很大能量。要想提高焚烧厂的综合利用率，将热电连供是一个有效的途径。也就是说发电到区域性供热或者再发电再到工业供热联合起来。原因如下：大概有67%的功率会被蒸汽发电过程中的发电机以及汽轮机占据，如果直接供热的话，就相当于用户得到全部热能。所以此种直接供热的方式更加的实用和有效率。

2 固形燃料工业化应用中需要解决的问题

2.1 固形燃料燃烧机理是燃料工业化应用的研究重点。

固形燃料燃烧处理需要借助燃料焚烧炉，而为了设计出更为合理的燃料焚烧炉并在焚烧过程中将燃料工业化，在实际焚烧前必须对固形燃料作多次试验，准确了解垃圾或污泥等固形燃料的特性，如燃料的热解、固硫、固氯等，甚至包括燃料的反应动力学。

2.2 燃料焚烧炉的设计一定要合理。

上述内容中提到，固形燃料的最佳焚烧方式是流化床焚烧炉焚烧，原因是流化床焚烧炉具有结构简单、燃烧指数过高以及过量空气少等特点，且在焚烧时就能对有害气体生成作有效控制，减少有害气体的产生。因此，比起其他两种焚烧炉，流化床焚烧炉更具固形燃料处理优势。在设计流化床焚烧炉时，要注意保证流化床焚烧炉的基本特性，突出焚烧炉的高清洁、高效率优点。

2.3 控制固形燃料对环境产生二次污染。

固形燃料焚烧应用时要尽量避免燃料对环境产生二次污染，这就要求严格控制好固形燃料焚烧工艺，保证燃料焚烧处理质量。生活中固形燃料所造成的二次污染主要有燃料焚烧烟气、炉渣。这两种二次污染产生的过程为：固形燃料合成或构成机构中加入了固氯、固硫剂，因此燃料燃烧时会释放出相应的烟尘、酸性气体，进而对环境造成污染。

固形燃料焚烧中所产生的炉渣通常属无机物质，包括的类型很广泛，如金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐等等。焚烧炉中炉渣数量或重量过多后，会对环境产生巨大的危害，尤其是一些内部含有重金属化合物的炉渣，对环境的危害更大。对于炉渣的处理，目前很多国家都采用填埋方式加以处理，这种方式虽然可行，但因为国家土地有限，并且炉渣中仍然含有少量有利用物质，所以还可采取更好的措施对炉渣进行处理，比如将炉渣当做资源，再次开发利用等。

2.4 建立相应领域的政策。

政府应该大力支持废弃物固形燃料技术的应用以及推广，假如政府和有关单位能在税收政策上给予优惠的话，会大大提高各单位对此技术应用的积极性，这样一来各种优势将会伴随着废物处理技术的应用而体现出来。应该努力借鉴和学习国外的先进科学技术经验，这能促进我国生产力的提高。如果能有严密的科学论证的话，废弃物固形燃料技术将会有广大的市场前景。

综上所述，化工工艺固形燃料工业化应用一方面可提高固形燃料的热能利用率，实现能源节约，另一方面则可减少环境污染，实现环境保护。在本篇文章中，笔者着重论处了垃圾固形燃料工业化应用需要解决的问题，并得出了相关结论，希望对同行工作有所帮助。

参考文献

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