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谈燃煤加热炉的燃烧过程与减少烟尘污染

  
评论: 更新日期:2011年08月28日
实际上是,炉子点火后,首先在炉栅灰层上形成一个已经红热的底火,新煤加在底火上,当空气从炉栅下进入并上升时,就在燃烧层中形成氧化带、还原带和干馏、干燥带。从还原带析出的一氧化碳与从干馏、干燥带中逸出的挥发物一同进入煤层上部空间与空气混合燃烧。对挥发物较多的煤,这部分可燃气燃烧时的释放热量约占煤的热值的一半左右。因此,组织好这部分可燃气的燃烧具有重大的意义。在煤层较厚时,二氧化碳的还原反应进行得比较充分,燃烧室上部空间内的可燃气增多,这就有必要送入二次风,将它完全燃烧。否则就会造成不完全燃烧损失。
当在炉栅上采用人工加煤时,前后两次加煤的时间间隔内,加入炉内的煤经历了燃烧的各个阶段形成一个周期。在一个周期中,炉栅上的煤层厚度由厚到薄,对空气的阻力由大到小,使穿过炉栅的空气量由少到多,造成燃烧过程中供求两个方面很不协调。
由于空气与可燃物的混合受扩散条件的限制,因此,只有一部分空气能被利用,当新煤加入时,煤层厚,阻力大因而不能得到足够的空气量。而在加煤后不久,新煤中析出大量的挥发物(即可燃气),迫切需要大量的空气,以满足燃烧的需要。结果造成供风与燃烧所需的空气量严重失调,挥发物在炉内热分解,产生大量碳黑,形成黑烟。造成烟囱,炉门等处冒黑烟的状况,随着燃料的燃烧,煤层不断变薄,通风阻力变小,这时通过煤层的空气量愈来愈多,而在燃尽阶段所需的空气量较少,结果造成过剩空气量很大,使炉温下降。这就是周期性加煤难以克服的缺点。
4合理组织燃烧过程
①燃料燃烧是一个复杂的物理化学过程,这个过程是通过燃烧装置来完成的。合理组织燃料的燃烧,对节能和消烟都是必不可少的。以手工加煤火焰炉为例,当煤被送入炉内,受燃烧室内高温烟气的加热,使煤逐渐完成干燥、干馏、挥发物着火燃烧、焦炭燃烧、焦炭燃烬等几个阶段。为了加速燃烧过程,减少不完全燃烧损失,除了保证燃烧室有较高的温度外,还必须有适当的空气消耗系数和充裕的燃烧时间,这是保证燃烧过程顺利进行的三个基本条件。
由于手工燃煤炉采用间歇加煤和除渣,煤层厚度和通风量发生周期性变化,使很小、很轻的碳黑来不及燃烧而随烟气流从烟囱排出,冒出一股一股的黑色浓烟。如果采用间断二次送风和“薄烧勤加”的方法,可以降低空气波动幅度,减轻燃烧周期性的影响,减少不完全燃烧损失和排烟损失,使烟囱少冒黑烟或不冒黑烟,从而达到提高煤的热效率,节约能源、减少烟尘的目的。
②从理论和实践得出,燃煤加热炉要使煤充分燃烧,少(不)冒黑烟,必须满足上述三个基本条件。为了达到这一目的,除了严格执行“薄烧勤加”和适当的间断二次送风的操作工艺外,我们把原来的燃煤加热炉(炉膛和烟道)进行了从新(砌)制做。把炉膛前后分为两区,煤的预热区和高温区,再把炉内烟道由原来的单洞直通式,改为多洞螺旋向上式的烟道;这种烟道特点一是延长炉的加热区,二是提高炉膛温度和风速。炉膛高温区温度可达800℃,煤的挥发物主要是在炉膛高温区进行燃烧。在高温区内没有燃烬的很少的挥发物(黑烟),可在螺旋烟道中燃烬。因炉膛温度的升高,炉膛火就旺,自燃通风流速就快。因为有了炉膛高温区和多道向上的螺旋烟道,所以改造后的燃煤加热炉,大大地减少了燃煤加热炉烟囟冒黑烟现象。
5从排烟中去除二氧化硫(SO2)
从烟气中去除SO2的技术,称排烟脱硫。排烟脱硫的方法可分为湿法排烟脱硫和干法排烟脱硫两种:
①湿法排烟脱硫,用水或水溶液作吸收剂吸收烟气中SO2的方法称为湿法脱硫。湿法中由于所使用的吸收剂不同,湿法脱硫又有氨法、钠法、钙法、镁法和催化氧化法之分。如氨法就是用氨(NH3*H2O)为吸收剂吸收烟气中的SO2,其中间产物为亚硫酸铵(NH4)2SO3和亚硫酸氢铵NH4HSO3。其反应如下:
2NH3H2O+SO2→(NH4)2SO3+H2O
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
采用不同方法处理中间产物,还可回收硫酸铵(NH4)2SO4、石膏CASO42H2O和单体硫S等副产物。
②干法排烟脱硫是用固体吸收剂(或吸附剂)吸收(或吸附)烟气中SO2的方法。干法中由于所使用的吸收剂(或吸附剂)不同,干法脱硫又有活性炭法、活性氧化锰法、接触氧化法和还原法之分。如活性炭法就是利用活性炭的活性和较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与水蒸汽反应生成硫酸的方法。即:SO2+O2+H2O→H2SO4
6从排烟中去除氮氧化物(NO2)
从烟气中去除NO2的技术称为“排烟脱氮”,也叫“排烟脱硝”。目前排烟脱氮的方法有选择性催化还原法和吸收法等。如选择性催化还原法就是以贵金属铂或铜、铬、铁、钒、钼、钴、镍、等的氧化物(以铝钒土为载体)为催化剂,以氨、硫化氢、氯-氨或一氧化碳为还原剂,选择适宜的温度进行催化还原反应。如氨选择性催化还原法,就是以氨为还原剂,选用铂为催化剂,当反应温度控制在150℃-250℃时,不仅可去除烟气中的氮氧化物,而且还可同时去除烟气中的二氧化硫。
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