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    空氣過剩燃燒的優(yōu)點(diǎn)

    2015-09-02 02:51:46趙艷妍,陳友德
    水泥技術(shù) 2015年4期
    關(guān)鍵詞:空氣量回轉(zhuǎn)窯燃燒器

    空氣過剩燃燒的優(yōu)點(diǎn)

    水泥熟料煅燒產(chǎn)生的NOx易形成酸雨、霧等對(duì)人體有害。有關(guān)部門制定了NOx排放限止值,為此,生產(chǎn)單位均采取措施減少NOx排放。近年來,采用增加燃燒空氣來減少NOx排放得到應(yīng)用,現(xiàn)將情況介紹如下:

    1 NOx的生成

    燃料燃燒時(shí),產(chǎn)生NOx,主要有:燃料NOx,主要由燃料內(nèi)的氮生成。熱NOx:氮和氧在高溫下反應(yīng)生成。瞬時(shí)NOx:在空氣和燃料內(nèi),氮分子之間迅速反應(yīng)形成。

    燃燒器設(shè)計(jì)時(shí),關(guān)鍵是減少熱NOx、瞬時(shí)NOx的生成。

    燃料燃燒時(shí),當(dāng)溫度超過1800°F,則產(chǎn)生NOx,其數(shù)量與溫度和時(shí)間有關(guān),當(dāng)溫度超過2300°F,NOx迅速增加。只要在燃燒過程中,盡量做到在低的燃燒溫度和短的燃燒時(shí)間,將燃料完全燃燼,且火焰形狀完整,燃燒穩(wěn)定,則產(chǎn)生的NOx量就低些。

    傳統(tǒng)的低或超低NOx排放的燃燒器設(shè)計(jì)時(shí)使用如下原則:

    降低峰值溫度;

    減少數(shù)1800°F以上溫度的燃燒時(shí)間;內(nèi)外廢氣循環(huán);

    假定完全或接近完全燃燒。

    2 燃燒器設(shè)計(jì)

    燃燒器設(shè)計(jì),一般采用流體、動(dòng)力計(jì)算機(jī)技術(shù)(CFD):通過物理和數(shù)學(xué)計(jì)算來優(yōu)化燃燒器設(shè)計(jì)。加拿大某公司通過上述方式,進(jìn)行燃燒器優(yōu)化設(shè)計(jì),以降低NOx排放值。其設(shè)計(jì)概念是增大燃燒器的空氣量,通過CFD技術(shù),使通過燃燒器的空氣流能使燃料和空氣混合,并保持穩(wěn)定的火焰形狀,還可設(shè)置多燃燒器使燃料完全燃燒,由于入燃燒空氣量多,則燃燒溫度相對(duì)低些,所生產(chǎn)的NOx量也低。

    表1 北美回轉(zhuǎn)窯的隨機(jī)測(cè)試記錄

    表2 新舊燃燒器測(cè)定數(shù)值

    3 使用情況

    此類燃燒器已在北美的一些焚燒工業(yè)廢棄物和生活垃圾的回轉(zhuǎn)窯上使用,使用效果如下:采用新燃燒器后,不論是燃燒油還是天然氣,在過剩空氣較大情況下,NOx和硫化物排放值均降低(見表1)。

    表1值得關(guān)注的是,#1、#2窯的規(guī)格相同,但窯內(nèi)燃燒的過??諝獠灰唬?2窯為9.3%,#1窯為8.0%,NOx排放#2為#1窯的80%。這種情況有待進(jìn)一步探討。

    此類燃燒器用于鍋爐,測(cè)試結(jié)果見表2,測(cè)定的燃燒器的NOx排放值已低于1.9×10-5kg/MJ。

    上述情況表明,回轉(zhuǎn)窯采用過剩含量較高的新燃燒器,全硫排放可減少83%,NOx則可降至66%~69%。用于鍋爐,NOx減少高達(dá)98.6%,這是控制峰值溫度和增大過??諝獾慕Y(jié)果。公司聲稱可節(jié)省24%的燃料費(fèi)用。此類燃燒器在進(jìn)一步優(yōu)化提高,且在國(guó)際上推廣應(yīng)用。

    趙艷妍陳友德編譯自

    No.2/2015

    International Cementreview

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