在過去十年中，中國每年產生約5000萬公斤危險固體廢物《中國環境統計年鑒》。根據危險廢物焚化的污染控制標準（GB 18484-2001）和危險廢物集中焚化設施建設的技術規范（HJ / T176-2005），所有危險固體廢物必須在高溫焚化爐中燃燒。回轉窯作為主要(yao)燃燒(shao)(shao)(shao)室，由于(yu)廢物成分和(he)(he)熱(re)(re)值一(yi)直(zhi)在(zai)變化(hua)，因此應準確(que)(que)，快速地對回轉窯測溫(wen)(wen)，評估(gu)焚燒(shao)(shao)(shao)火(huo)(huo)(huo)焰的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)，以確(que)(que)保焚燒(shao)(shao)(shao)爐(lu)的(de)(de)(de)(de)穩定運行和(he)(he)安全。更重要(yao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)，準確(que)(que)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)焰溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)是(shi)提高焚燒(shao)(shao)(shao)效率和(he)(he)減少污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)最有(you)用信息。由于(yu)窯爐(lu)的(de)(de)(de)(de)移動(dong)和(he)(he)惡(e)劣的(de)(de)(de)(de)測量(liang)條(tiao)件(jian)，安裝(zhuang)在(zai)窯爐(lu)前端(duan)和(he)(he)后(hou)端(duan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)業熱(re)(re)電(dian)偶(ou)(ou)被(bei)廣泛用作唯一(yi)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)檢測器。熱(re)(re)電(dian)偶(ou)(ou)最顯著的(de)(de)(de)(de)缺點是(shi)，由于(yu)火(huo)(huo)(huo)焰湍流和(he)(he)窯的(de)(de)(de)(de)幾(ji)何尺寸大，焚化(hua)爐(lu)中的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)焰溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)不均勻。使用熱(re)(re)電(dian)偶(ou)(ou)獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)單點溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)值與整體(ti)實(shi)際(ji)火(huo)(huo)(huo)焰溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)相差甚遠。

其次，火焰中的高溫固體顆粒會沉積在熱電偶蓋上，并逐漸增加其響應時間，從而導致測量不可靠。在過去的幾年中，熱電偶的不良性能已導致許多廢物焚燒系統遭受結渣，耐火材料破壞和其他焚燒控制問題的困擾。一些系統不能滿足危險廢物焚燒的污染控制標準，并成為多氯二苯的另一排放源。為了獲得焚燒爐中回轉窯測溫后準確的火焰溫度，許多研究人員已轉向使用紅外熱像儀的(de)非(fei)侵入(ru)式測量(liang)(liang)技(ji)術，該技(ji)術還能(neng)夠(gou)提供(gong)二維火焰溫度分布。紅外熱(re)像儀(yi)方法快(kuai)速(su)且非(fei)常適合在受限的(de)測量(liang)(liang)條(tiao)件下進行溫度測量(liang)(liang)。

圖(tu)為使用回轉(zhuan)窯作為主要燃燒室的危險(xian)廢物焚燒系(xi)統(tong)

紅外(wai)熱(re)像(xiang)儀溫度(du)測量的主要問題是(shi)，測量精(jing)度(du)很大程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決于照(zhao)相機(ji)紅外(wai)光譜范圍內火(huo)焰(yan)發射(she)率的選(xuan)擇，并且由于對(dui)焚燒爐(lu)中(zhong)異(yi)質(zhi)火(huo)焰(yan)的輻射(she)特(te)性(xing)了(le)解不(bu)足，因此大多數紅外(wai)熱(re)像(xiang)儀溫度(du)測量已(yi)將火(huo)焰(yan)輻射(she)發射(she)率視(shi)為一(yi)個恒定(ding)值。在這項工(gong)作(zuo)中(zhong)，充分研(yan)究了(le)在不(bu)同燃燒條件(jian)下，回轉窯測溫的工(gong)業廢物焚化爐(lu)中(zhong)異(yi)質(zhi)火(huo)焰(yan)的有效發射(she)率。

圖為具有不同發射率設置的火(huo)焰(yan)紅外(wai)熱像儀圖像

準確快(kuai)速的(de)火(huo)焰(yan)(yan)溫度(du)(du)測(ce)量(liang)對(dui)于廢物焚化系統和污染(ran)物控(kong)制(zhi)的(de)安全至關重要(yao)。使用紅(hong)外(wai)熱像儀(yi)的(de)非(fei)侵入式紅(hong)外(wai)熱像儀(yi)方法(fa)是實(shi)現準確的(de)實(shi)時溫度(du)(du)測(ce)量(liang)的(de)最有前途的(de)方法(fa)。但是，紅(hong)外(wai)熱像儀(yi)方法(fa)的(de)測(ce)量(liang)精度(du)(du)在很(hen)大(da)程度(du)(du)上(shang)取(qu)決于火(huo)焰(yan)(yan)的(de)發(fa)射(she)率(lv)(lv)(lv)設置。結果表明，窯中非(fei)均質燃燒火(huo)焰(yan)(yan)的(de)光譜透射(she)率(lv)(lv)(lv)主要(yao)由紅(hong)外(wai)范圍內的(de)H2O和CO2決定(ding)。粉煤灰(hui)顆粒對(dui)有效(xiao)發(fa)射(she)率(lv)(lv)(lv)的(de)影(ying)響(xiang)是可忽略(lve)的(de)。實(shi)驗測(ce)量(liang)結果表明，當空(kong)(kong)氣(qi)/廢料比從1.0提高到1.8時，有效(xiao)發(fa)射(she)率(lv)(lv)(lv)從0.90降(jiang)低到0.80，通過根據空(kong)(kong)氣(qi)/廢物當量(liang)比調整火(huo)焰(yan)(yan)發(fa)射(she)率(lv)(lv)(lv)設置可以大(da)大(da)提高溫度(du)(du)測(ce)量(liang)精度(du)(du)。

參考文獻

Jin-cai DU, Qun-xing HUANG, Jian-hua YAN. Method for determining effective flame emissivity in a rotary kiln incinerator burning solid waste. Applied Physics & Engineering.