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談燃煤加熱爐的燃燒過程與減少煙塵污染

  
評論: 更新日期:2011年08月28日
實(shí)際上是,爐子點(diǎn)火后,首先在爐柵灰層上形成一個(gè)已經(jīng)紅熱的底火,新煤加在底火上,當(dāng)空氣從爐柵下進(jìn)入并上升時(shí),就在燃燒層中形成氧化帶、還原帶和干餾、干燥帶。從還原帶析出的一氧化碳與從干餾、干燥帶中逸出的揮發(fā)物一同進(jìn)入煤層上部空間與空氣混合燃燒。對揮發(fā)物較多的煤,這部分可燃?xì)馊紵龝r(shí)的釋放熱量約占煤的熱值的一半左右。因此,組織好這部分可燃?xì)獾娜紵哂兄卮蟮囊饬x。在煤層較厚時(shí),二氧化碳的還原反應(yīng)進(jìn)行得比較充分,燃燒室上部空間內(nèi)的可燃?xì)庠龆?,這就有必要送入二次風(fēng),將它完全燃燒。否則就會造成不完全燃燒損失。
當(dāng)在爐柵上采用人工加煤時(shí),前后兩次加煤的時(shí)間間隔內(nèi),加入爐內(nèi)的煤經(jīng)歷了燃燒的各個(gè)階段形成一個(gè)周期。在一個(gè)周期中,爐柵上的煤層厚度由厚到薄,對空氣的阻力由大到小,使穿過爐柵的空氣量由少到多,造成燃燒過程中供求兩個(gè)方面很不協(xié)調(diào)。
由于空氣與可燃物的混合受擴(kuò)散條件的限制,因此,只有一部分空氣能被利用,當(dāng)新煤加入時(shí),煤層厚,阻力大因而不能得到足夠的空氣量。而在加煤后不久,新煤中析出大量的揮發(fā)物(即可燃?xì)?,迫切需要大量的空氣,以滿足燃燒的需要。結(jié)果造成供風(fēng)與燃燒所需的空氣量嚴(yán)重失調(diào),揮發(fā)物在爐內(nèi)熱分解,產(chǎn)生大量碳黑,形成黑煙。造成煙囪,爐門等處冒黑煙的狀況,隨著燃料的燃燒,煤層不斷變薄,通風(fēng)阻力變小,這時(shí)通過煤層的空氣量愈來愈多,而在燃盡階段所需的空氣量較少,結(jié)果造成過剩空氣量很大,使?fàn)t溫下降。這就是周期性加煤難以克服的缺點(diǎn)。
4合理組織燃燒過程
①燃料燃燒是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,這個(gè)過程是通過燃燒裝置來完成的。合理組織燃料的燃燒,對節(jié)能和消煙都是必不可少的。以手工加煤火焰爐為例,當(dāng)煤被送入爐內(nèi),受燃燒室內(nèi)高溫?zé)煔獾募訜?,使煤逐漸完成干燥、干餾、揮發(fā)物著火燃燒、焦炭燃燒、焦炭燃燼等幾個(gè)階段。為了加速燃燒過程,減少不完全燃燒損失,除了保證燃燒室有較高的溫度外,還必須有適當(dāng)?shù)目諝庀南禂?shù)和充裕的燃燒時(shí)間,這是保證燃燒過程順利進(jìn)行的三個(gè)基本條件。
由于手工燃煤爐采用間歇加煤和除渣,煤層厚度和通風(fēng)量發(fā)生周期性變化,使很小、很輕的碳黑來不及燃燒而隨煙氣流從煙囪排出,冒出一股一股的黑色濃煙。如果采用間斷二次送風(fēng)和“薄燒勤加”的方法,可以降低空氣波動幅度,減輕燃燒周期性的影響,減少不完全燃燒損失和排煙損失,使煙囪少冒黑煙或不冒黑煙,從而達(dá)到提高煤的熱效率,節(jié)約能源、減少煙塵的目的。
②從理論和實(shí)踐得出,燃煤加熱爐要使煤充分燃燒,少(不)冒黑煙,必須滿足上述三個(gè)基本條件。為了達(dá)到這一目的,除了嚴(yán)格執(zhí)行“薄燒勤加”和適當(dāng)?shù)拈g斷二次送風(fēng)的操作工藝外,我們把原來的燃煤加熱爐(爐膛和煙道)進(jìn)行了從新(砌)制做。把爐膛前后分為兩區(qū),煤的預(yù)熱區(qū)和高溫區(qū),再把爐內(nèi)煙道由原來的單洞直通式,改為多洞螺旋向上式的煙道;這種煙道特點(diǎn)一是延長爐的加熱區(qū),二是提高爐膛溫度和風(fēng)速。爐膛高溫區(qū)溫度可達(dá)800℃,煤的揮發(fā)物主要是在爐膛高溫區(qū)進(jìn)行燃燒。在高溫區(qū)內(nèi)沒有燃燼的很少的揮發(fā)物(黑煙),可在螺旋煙道中燃燼。因爐膛溫度的升高,爐膛火就旺,自燃通風(fēng)流速就快。因?yàn)橛辛藸t膛高溫區(qū)和多道向上的螺旋煙道,所以改造后的燃煤加熱爐,大大地減少了燃煤加熱爐煙囟冒黑煙現(xiàn)象。
5從排煙中去除二氧化硫(SO2)
從煙氣中去除SO2的技術(shù),稱排煙脫硫。排煙脫硫的方法可分為濕法排煙脫硫和干法排煙脫硫兩種:
①濕法排煙脫硫,用水或水溶液作吸收劑吸收煙氣中SO2的方法稱為濕法脫硫。濕法中由于所使用的吸收劑不同,濕法脫硫又有氨法、鈉法、鈣法、鎂法和催化氧化法之分。如氨法就是用氨(NH3*H2O)為吸收劑吸收煙氣中的SO2,其中間產(chǎn)物為亞硫酸銨(NH4)2SO3和亞硫酸氫銨NH4HSO3。其反應(yīng)如下:
2NH3H2O+SO2→(NH4)2SO3+H2O
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
采用不同方法處理中間產(chǎn)物,還可回收硫酸銨(NH4)2SO4、石膏CASO42H2O和單體硫S等副產(chǎn)物。
②干法排煙脫硫是用固體吸收劑(或吸附劑)吸收(或吸附)煙氣中SO2的方法。干法中由于所使用的吸收劑(或吸附劑)不同,干法脫硫又有活性炭法、活性氧化錳法、接觸氧化法和還原法之分。如活性炭法就是利用活性炭的活性和較大的比表面積使煙氣中的SO2在活性炭表面上與水蒸汽反應(yīng)生成硫酸的方法。即:SO2+O2+H2O→H2SO4
6從排煙中去除氮氧化物(NO2)
從煙氣中去除NO2的技術(shù)稱為“排煙脫氮”,也叫“排煙脫硝”。目前排煙脫氮的方法有選擇性催化還原法和吸收法等。如選擇性催化還原法就是以貴金屬鉑或銅、鉻、鐵、釩、鉬、鈷、鎳、等的氧化物(以鋁釩土為載體)為催化劑,以氨、硫化氫、氯-氨或一氧化碳為還原劑,選擇適宜的溫度進(jìn)行催化還原反應(yīng)。如氨選擇性催化還原法,就是以氨為還原劑,選用鉑為催化劑,當(dāng)反應(yīng)溫度控制在150℃-250℃時(shí),不僅可去除煙氣中的氮氧化物,而且還可同時(shí)去除煙氣中的二氧化硫。
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