谈燃煤加热炉的燃烧过程与减少烟尘污染

谈燃煤加热炉的燃烧过程与减少烟尘污染谈燃煤加热炉的燃烧过程与减少烟尘污染多数加热炉以煤为燃料，由于煤的燃烧产生大量烟尘，污染大气，本文分析了煤的燃烧过程，提出怎样使煤充分合理地燃烧，提高煤的热效率，减少烟尘对大气的污染，并介绍了如何去除二氧化硫和氮氧化物。1引言目前，国内使用的锻压加热炉、热浸锌炉、水暖炉、蒸汽炉等多种形式的加热炉，大多数是火焰炉。火焰炉中的热能主要来自燃料的燃烧。在我国的能源结构中煤占首位。而上述加热炉燃料多数是以煤为主，因为煤的价格便宜，运输贮藏简便，燃烧方法简单。在我国各行业中燃煤加热炉已有相当长的历史，直到目前在我国使用燃煤加热炉仍相当普遍，燃煤炉造成的大气污染引起了全社会的关注。人们不断地研究探讨采用新材料、新工艺、新方法，达到提高热效率、节约能源、减少污染、保护环境的目的。本文介绍煤的燃烧过程，怎样提高煤的热效率，降低煤的消耗，减少煤燃烧时产生的大气污染，用低成本、小投入增加企业经济效益和社会效益。2燃煤炉的优缺点①具有单独的燃烧室，炉体结构较复杂，占地面积大，但附属设备少，建炉速度快。②与燃油、燃气炉相比，无需建立煤气站或油库，无需铺设厂区管道，无需对燃料进行加热，因而炉子的基建投资少。③具有生产操作的独立性，能因地制宜，分散建炉。④除机械化煤炉和煤气炉外，普通煤炉在每一加煤间隔时间内，炉温波动较大;空气过剩系数大、金属氧化损失多、加热质量差、煤耗高。⑤煤炉的操作条件差，加煤除渣的劳动强度大，造成的污染严重。3燃煤炉内煤的燃烧过程①煤块的燃烧过程，当煤块受热后温度达100℃时，煤中水分就逐渐被烘干。煤中水分愈多，加热干燥的阶段就愈长。当煤块温度继续升高时，在煤尚未与空气作用的条件下，煤开始干馏出碳氢化合物及少量的氢和一氧化碳，这些气体的混合物叫挥发物(着火温度250°-700℃)。当温度不断升高，挥发物逸出的量不断增多，煤粒周围的挥发物在一定的温度条件下，遇到空气中的氧就开始着火燃烧，在煤粒外层形成黄色明亮的火焰。挥发物愈多愈易着火。煤中的挥发物全部逸出后，所剩下的固态物质就是焦炭，焦炭中除了灰粉外，全部是固定碳。当煤块周围的挥发物燃烧时，放出大量的热将焦炭加热到红热状态，为焦炭的燃烧创造了条件。焦炭是煤中主要的可燃物，它的燃烧是固体与气体间进行的化学反应，它比挥发物难燃烧，如何创造焦炭燃烬的条件，关系到煤块燃烧程度。焦炭开始燃烧后，在其外表面逐渐形成灰层，灰层包围了未着火的焦炭表面，阻碍着空气中的氧向焦炭内部渗透，影响了焦炭的燃烬。综上所述，固体燃料的燃烧都包括加热干燥、干馏析出挥发物、形成焦炭燃烧和燃烬形成灰渣等四个阶段。从燃烧的角度来看，煤中的水分不利于着火，可是适当(10%)的水分有利于减少细煤粒被风带走的损失，而且煤中的水分在烘干后，能使煤层中的空隙率增大，通风性能变好。煤中挥发物含量的增多，有利于煤的着火燃烧。所以褐煤、烟煤比无烟煤易燃。煤中灰分对煤的燃烬是不利的。②煤层的燃烧和周期加煤时黑烟的的形成。当煤在固定的水平炉栅上作层状燃烧时，空气自下而上穿过炉栅而遇到最下层灼热的煤块(底火)时，就形成了一氧化碳，C+O2→CO。CO在煤层间隙中又与过剩的氧作用燃烧，生成二氧化碳，即CO+O→CO2，这一层叫氧化层。在氧化层中由于燃烧反应是放热反应，所以温度最高、CO2含量也愈来愈多、氧消耗量最大。氧化层厚度一般为煤粒尺寸的3-4倍。当形成的CO2继续向上移动，与上层的焦炭粒作用后又被还原成CO，即CO2+C→2CO，这是个吸热反应。吸热反应的结果使温度下降、CO含量增加，这一层叫还原层。在还原层以上是煤的干馏层。在这一层，煤受热后，有挥发物逸出，剩下的焦炭进入还原层。最上面是干燥层。在这一层，煤不仅受到来自下面的热气体的加热，同时受到煤层上部空间热辐射的作用而受到烘干。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