在回轉(zhuǎn)窯、焚燒爐等焚燒工藝中,準(zhǔn)確計算焚燒后的煙氣量對于項目的實施至關(guān)重要。但在項目早期參數(shù)不全的情況下,準(zhǔn)確計算焚燒煙氣量難度很大。在此時,快速估算危廢焚燒煙氣量,對于項目的整體把控,具有重要的意義。筆者現(xiàn)就快速估算危廢焚燒煙氣量的問題與大家進行探討,希望大家批評指正。若危廢來料成分清晰,混合物中各種物質(zhì)的化學(xué)式、占比均很清楚,則根據(jù)各種成分的完全燃燒反應(yīng)方程式,我們可以很準(zhǔn)確的計算出該危廢焚燒所需要的理論空氣量和過??諝庀禂?shù),進而得到準(zhǔn)確的煙氣量。但在實際操作過程中,幾乎不可能獲得如此全面的數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下,我們會根據(jù)危廢的來源,結(jié)合經(jīng)驗推斷、元素分析和熱值測量,給出該危廢的元素占比和低位熱值,利用熱力學(xué)計算軟件,我們?nèi)匀荒茌^準(zhǔn)確的計算焚燒后的煙氣量。
危廢燃燒所需要的理論空氣量可按下式計算 
而危廢熱值一般可以根據(jù)門捷列夫公式估算

由式1和式2可以看出,物質(zhì)的熱值和燃燒所需理論空氣量與其元素組成(C、H、O、N、S等元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù))有著密切的聯(lián)系。因此,物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙氣量也與物質(zhì)的熱值密切相關(guān)。所以,我們可以根據(jù)危廢的熱值,大致估算出危廢焚燒的煙氣流量。
在項目早期資料不全的情況下,筆者建議按如下方法估算危廢焚燒產(chǎn)生的煙氣量
回轉(zhuǎn)窯焚燒所需的理論空氣量按下式估算

回轉(zhuǎn)窯焚燒產(chǎn)生的煙氣量按下式估算

回轉(zhuǎn)窯的煙氣進入二燃室中繼續(xù)燃燒,二燃室出口的煙氣量可按下式估算

計算二燃室出口的煙氣流量后,可根據(jù)煙氣的流量和焓值大致估算鍋爐蒸汽產(chǎn)量,忽略鍋爐給水的初始溫度和壓力,僅考慮蒸汽的汽化潛熱,則估算公式如下,

煙氣的焓值可按下表估算

煙氣校正系數(shù)可按下表估算

水的汽化潛熱可根據(jù)下表估算,
壓力/Mpa | 溫度/℃ | 汽化潛熱kJ/kg | 壓力/Mpa | 溫度/℃ | 汽化潛熱kJ/kg |
0.001 | 6.9491 | 2484.1 | 1 | 179.916 | 2014.8 |
0.002 | 17.5403 | 2459.1 | 1.1 | 184.1 | 1999.9 |
0.003 | 24.1142 | 2443.6 | 1.2 | 187.995 | 1985.7 |
0.004 | 28.9533 | 2432.2 | 1.3 | 191.644 | 1972.1 |
0.005 | 32.8793 | 2422.8 | 1.4 | 195.078 | 1959.1 |
0.006 | 36.1663 | 2415 | 1.5 | 198.327 | 1946.6 |
0.007 | 38.9967 | 2408.3 | 1.6 | 201.41 | 1934.6 |
0.008 | 41.5075 | 2402.3 | 1.7 | 204.346 | 1923 |
0.009 | 43.7901 | 2396.8 | 1.8 | 207.151 | 1911.7 |
0.01 | 45.7988 | 2392 | 1.9 | 209.838 | 1900.7 |
0.015 | 53.9705 | 2372.3 | 2 | 212.417 | 1890 |
0.02 | 60.065 | 2357.5 | 2.2 | 217.289 | 1869.4 |
0.025 | 64.9726 | 2345.5 | 2.4 | 221.829 | 1849.8 |
0.03 | 69.1041 | 2335.3 | 2.6 | 226.085 | 1830.8 |
0.04 | 75.872 | 2318.5 | 2.8 | 230.096 | 1812.6 |
0.05 | 81.3388 | 2304.8 | 3 | 233.893 | 1794.9 |
0.06 | 85.9496 | 2293.1 | 3.5 | 242.597 | 1752.9 |
0.07 | 89.9556 | 2282.8 | 4 | 250.394 | 1713.4 |
0.08 | 93.5107 | 2273.6 | 5 | 263.98 | 1639.5 |
0.09 | 96.7121 | 2265.3 | 6 | 275.625 | 1570.5 |
0.1 | 99.634 | 2257.6 | 7 | 285.869 | 1504.8 |
0.12 | 104.81 | 2243.9 | 8 | 295.048 | 1441.2 |
0.14 | 109.318 | 2231.8 | 9 | 303.385 | 1378.9 |
0.16 | 113.326 | 2220.9 | 10 | 311.037 | 1317.2 |
0.18 | 116.941 | 2210.9 | 11 | 318.118 | 1255.7 |
0.2 | 120.24 | 2201.7 | 12 | 324.715 | 1193.8 |
0.25 | 127.444 | 2181.4 | 13 | 330.894 | 1131 |
0.3 | 133.556 | 2163.7 | 14 | 336.707 | 1066.7 |
0.35 | 138.891 | 2147.9 | 15 | 342.196 | 1000.2 |
0.4 | 143.642 | 2133.6 | 16 | 347.396 | 930.8 |
0.5 | 151.867 | 2108.2 | 17 | 352.334 | 857.1 |
0.6 | 158.863 | 2086 | 18 | 357.034 | 777.4 |
0.7 | 164.983 | 2066 | 19 | 361.514 | 688.9 |
0.8 | 170.444 | 2047.7 | 20 | 365.789 | 585.9 |
0.9 | 175.389 | 2030.7 | 21 | 369.868 | 452.4 |
已知某危廢處置中心回轉(zhuǎn)窯處理量為m=2083Kg/h(50t/d),待焚燒危廢的熱值為3500Kal/Kg=14630Kj/Kg。則其在回轉(zhuǎn)窯中燃燒所需要的理論空氣量為

取回轉(zhuǎn)窯過量空氣系數(shù)為1.8,則危廢在回轉(zhuǎn)窯中燃燒所需要的實際空氣量為

回轉(zhuǎn)窯出口煙氣量為

取回轉(zhuǎn)窯+二燃室總的過量空氣系數(shù)為2,則有二燃室出口煙氣量

二燃室出口煙氣溫度1100
,對應(yīng)的煙氣焓值
,余熱鍋爐出口煙氣溫度500
,對應(yīng)的煙氣焓值
。過量空氣系數(shù)2,插值取得煙氣修正系數(shù)為0.9560,取鍋爐熱效率0.95。假設(shè)產(chǎn)生1MPa的蒸汽,對應(yīng)氣化潛熱為
,則余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量為

本估算方法僅適用于項目早期相關(guān)資料不全的情況下估算項目規(guī)模和成本。并不適宜詳細(xì)設(shè)計階段。在設(shè)計階段,最合適的方法應(yīng)是根據(jù)危廢的來源,結(jié)合經(jīng)驗推斷、元素分析和熱值測量,給出該危廢的元素占比和低位熱值,利用熱力學(xué)計算軟件進行計算。