Page 10 - Wastewater Solids Incineration Systems

Contents ix

3.0 EFFECTS OF OPERATING PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.0 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.0 SUGGESTED READINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Chapter 5 Combustion Technology

1.0 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.0 FLUID BED INCINERATION SYSTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1 Principles of Fluidization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.2 Definition of Fluidization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3 Liquid-like Behavior of Fluidized Bed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.4 Fluidization Gas Velocity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4.1 Minimum Fluidization Gas Velocity U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
mf
2.4.2 Terminal Gas Velocity U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
t
2.5 Transport Disengaging Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6 Freeboard Gas Velocity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7 Hydrodynamics-Based Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.0 PRINCIPLES OF COMBUSTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1 Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.1 Heating Value of Combustible Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.1.2 Water Content of Combustible Materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2 Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3 Gas Residence Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.4 Sufficient Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.5 Turbulence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.0 FLUID BED DESIGN CONSIDERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.1 Fundamental Design Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.1.1 Size of Bed Material and Gas Velocities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1.2 Excess Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1.3 Combustion Temperature and Gas Residence Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2 Combustion Air Temperature versus Solids Content . . . . . . . . . . . . 60
4.3 Ash Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61