【正文】 空氣與燃料之比 、 溫度 (temperature)、 時間 (time)和 湍流 (torrent)，后三者通常稱為燃燒過程的“ 三 T”。 (1)排煙熱損失 ? 排煙帶走部分熱量，一般鍋爐排煙熱損失為 6%～ 12%。一般工業(yè)鍋爐排煙溫度取 433～ 473K，大中型鍋爐取 383～ 453K。 ? 機械不完全燃燒熱損失 ：灰渣未燃盡的碳、漏煤和飛灰?guī)ё叩奶籍a(chǎn)生的熱損失。 2. 煤的燃燒 ? 煤從進入鍋爐起至燃燒完畢分幾個階段： ①預熱干燥。 ②干餾。 ③固定碳的燃燒。 ④煤中的固定碳燃燼后，剩下的便是灰渣。 燃燒設備簡介 ? 根據(jù)燃料在爐內(nèi)的燃燒方式不同分四種：火床燃燒 、 火室燃燒 、 沸騰燃燒和旋風燃燒 。 ? 爐前脫硫能除去灰分，減輕運輸量，減輕鍋爐的粘污和磨損，減少灰渣處理量，還可回收部分硫。 2. 燃燒中脫硫 ? 在燃燒過程中，在爐內(nèi)加入固硫劑，使煤中硫分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，隨爐渣排除。 3. 燃燒后脫硫 煙氣脫硫。是燃前除去煤中礦物質(zhì)，降低硫含量的主要手段。 ■目前廣泛采用的選煤工藝仍是重力洗選法。 硫的凈化效率 取決于煤中黃鐵礦的顆粒大小及無機硫含量。 淘汰分選原理圖 跳汰式洗煤機 入洗粒度 ≤30mm ；篩板槽框?qū)?18mm；跳汰面積： ； 水壓： /平方厘米；用水量 150噸 /小時 處理煤泥設備和壓濾機配套使用濃縮機 ， 即可提高洗煤機產(chǎn)量、又解決了環(huán)保問題。 ? 高梯度磁分離法： 利用煤與黃鐵礦的磁性不同 (黃鐵礦是順磁性物質(zhì)，煤是反磁性物質(zhì) )，將黃鐵礦分離去除，脫硫效率約 60％。 ? 微波輻射法 ： 煤中黃鐵礦的硫最容易吸收微波，有機硫次之，煤基質(zhì)基本不吸收微波。 2. 煤的轉(zhuǎn)化 ◆ 煤炭的轉(zhuǎn)化主要是氣化 、 液化 ， 對煤進行脫硫或加氫改變其原有的碳氫比 、 使煤轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉亩稳剂?。 ? 煤的氣化技術(shù)發(fā)展很快：第一代干式排灰氣化；第二代液態(tài)排渣氣化；第三代實驗階段的煤催化氣化。 ? 若將熾熱的煤與水蒸氣反應，就生成中熱值焦爐煤氣，即所謂的 水煤氣 。 ? 煤氣主要是 H CO、 CH4等，硫以 H2S形式存在。 ? 大型煤氣廠先用濕法洗滌脫除大部分 H2S， 再用干法吸附和催化轉(zhuǎn)化去除其余部分。 B. 煤的液化 ? 煤的液化指在一定條件下使煤轉(zhuǎn)化為有機液體燃料。 ? 間接液化 ：煤氣化轉(zhuǎn)化成合成氣（ CO+H2），再催化合成液體燃料。 3. 型煤固硫 ? 型煤： 使用外力將粉煤擠壓制成具有一定強度且塊度均勻的固體型塊。 ? 美國型煤加石灰固硫率達 87%，煙塵減少 60%；日本蒸汽機車用石灰使型煤固硫率達 70%~80%，脫硫費用僅為選煤的 8%。 ? 固硫劑 一般有石灰粉及堿性工業(yè)廢渣（電石渣）。 壓球機 蜂窩煤機 ? 常用方法：在鉬 、 鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下 ， 通過高壓加氫反應 ， 加斷碳與硫的化合鍵 ， 以氫臵換出碳 ， 同時氫與硫作用形成H2S， 從重油中分離出來 。 （ 2） 產(chǎn)生新的產(chǎn)物：固 、 液 、 氣態(tài)物 。 1. 爐內(nèi)噴鈣脫硫 ? 爐內(nèi)噴鈣脫硫： 煤的燃燒過程中加入鈣基固硫劑而達到脫除煙氣中二氧化硫目的。 （ 1）爐內(nèi)噴鈣技術(shù)原理 ? 鈣基脫硫劑：主要為石灰石 (CaCO3)、熟石灰(Ca(OH)2)、白云石 (CaCO3 MgCO3)。 ? 煅燒產(chǎn)物 CaO與 SO2 可發(fā)生如下的反應： CaO+SO2→CaSO 3 CaSO3+1/2CaO2→CaSO 4 ? CaO對 SO2的吸收包括如下幾個過程： 1） SO2 從主氣流向顆粒外表面轉(zhuǎn)移的氣相傳質(zhì)； 2） SO2在多孔介質(zhì)內(nèi)的擴散； 3） SO2在孔壁上的吸附； 4） SO2與 CaO的化學反應以及產(chǎn)物層的形成； 5） SO2通過產(chǎn)物層向未反應 CaO表面的擴散 。 ? 優(yōu)點： ? 有機鈣具有一定的熱值，能降低鍋爐的煤耗； ? 改變吸收劑噴入位臵，避免吸收劑的燒結(jié)失活。 ? 流化床燃燒脫硫具有爐內(nèi)脫硝脫硫的優(yōu)點，故普遍受到重視。 爐內(nèi)存在局部還原氣氛 ， 熱型 Nox基本上不產(chǎn)生 ， 因而 NOx生成量減少 。 ? 石灰石粉碎至與煤同樣的粒度 （ 2mm左右 ） 與煤同時加入爐內(nèi) 。 ? 流化鍋爐分為 鼓泡流化床鍋爐（ FBC） 和 循環(huán)流化床鍋爐（ CFB） 。 ? 循環(huán)流化床鍋爐： 無明顯的氣泡，斷面空隙率大，高溫除塵器使飛出的物料又返回爐膛內(nèi)循環(huán)利用。 。 7.外臵流化床熱交換器 。 。 11引風機 .。 最新循環(huán)流化床 回轉(zhuǎn)式空預器 ? 流化床燃燒特點： 強化氣固兩相的熱量和質(zhì)量交換，有利于燃料燃燒。 ? 循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒溫度保持在 900℃ 左右，有利于燃燒過程脫硫。 ? 從工業(yè)運行的經(jīng)驗來看，爐內(nèi)鈣 /硫摩爾比在 ，脫硫效率可以達到 90%以上。 （ 1）原理 ? 爐膛內(nèi)部有富氧區(qū)和貧氧區(qū)，貧氧區(qū)燃料燃燒不完全。 ? 燃料充分燃燒，爐膛溫度升高，煤粉燃燒后變成熔融狀態(tài)，顆粒狀物質(zhì)互相碰撞、粘結(jié)，形成較大的顆粒，沉降到爐膛繼續(xù)燃燒，減少煤粉被氣流帶走而 消煙 ； ? 添加劑中含有鈣鎂等堿性物質(zhì)，煤中 硫氧化物生成鈣鎂硫酸鹽 固化在灰渣中。 2．選煤技術(shù) ? 選煤： 通過物理或物理化學方法將煤中的含硫礦物和矸石等雜質(zhì)除去以提高煤質(zhì)量的工藝過程。 ? 目前研究的 選煤方法： 物理方法、化學方法和微生物脫硫法。 3. 工業(yè)型煤推廣技術(shù) （ 1）加工及特點 ? 工業(yè)型煤的加工： 原煤經(jīng)破碎，再按比例添加適量的粘結(jié)劑 (通常加焦油渣 )、固硫劑 (如石灰等 )和一些其它的添加劑，最后經(jīng)冷壓或熱壓加工成型。 ? 工業(yè)型煤的特點： ? ①透氣性好： 工業(yè)型煤由于其純度高、粒度均勻、透氣性好、氧氣分布均勻，所以能燃燒充分，能消煙除塵、節(jié)約能源。 （ 2）適用范圍 ? 在燃煤的鍋爐和窯爐均可使用，居民使用，如蜂窩煤。 （ 1）布臵前、后拱，強化爐內(nèi)燃燒 ? 改造后的拱型，前拱加長 1倍，后拱加長 4～ 5倍。 （ 2）增加爐排有效面積，保證鍋爐出力 ? 由于爐排有效面積不夠，燃劣質(zhì)煤爐，設計出力難達到。 ? ，燃用一類煙煤，爐排有效面積＞ 6m2；燃用二類煙煤，爐排有效面積＞ 。 ? 分段送風： 干燥區(qū)不送風，干餾著火少給風，燃燒區(qū)多供風，燃燼區(qū)少給風，才能使燃料達到最好程度的燃燒。 ? 蒸汽噴射助燃器原理 ①蒸汽噴射助燃器通過特制的 狹窄噴嘴 向鍋爐爐膛內(nèi)噴射高速的微量飽和蒸汽或過熱蒸汽，在爐膛內(nèi)與熾熱的碳接觸，產(chǎn)生一定的水煤氣，使爐膛溫度大大提高。 ③蒸汽方向與煙氣流向?qū)α骰蛐?，使煙氣、蒸汽和顆粒狀物質(zhì)充分攪拌、混合，增加可燃物在爐膛內(nèi)停留時間。被風力吹起的未完全燃燒的細小顆粒，受阻擋和蒸汽噴射影響，繼續(xù)燃燒。 （ 1）層式燃燒 ? 層式燃燒： 將塊粒燃料堆積于爐排上面，從爐排下送入的空氣進行混合燃燒。 ①手燒爐排鍋爐的科學經(jīng)濟運行管理 ●添煤要“勤、少、快、勻” —— 加煤次數(shù)要多；每次加煤少，煤層厚度要?。患用簞幼饕?，以免冷風進入爐膛多降低爐溫，影響燃燒效率；投煤要撒開，煤層平整均勻。當燃燒火焰呈白亮色時，燃燒熾烈，要準備投煤。三要：每次投煤要少，煤塊顆粒大小要適當，撤煤要薄而勻。 ●合理控制煤中水分。在加煤周期的前 1／ 3時間內(nèi)，直接向爐膛送入二次風，可補充空氣，使燃料充分燃燒，提高鍋爐的熱效率。 ②鏈條鍋爐的科學經(jīng)濟運行管理 ? 鏈條爐排鍋爐：通過鏈帶自動加煤、燃燒和排出灰渣的機械化燃燒設備 。爐膛內(nèi)布臵前拱和后拱，燃用劣質(zhì)煤增設中拱。爐墻損壞、看火門、出灰門關(guān)閉不嚴、煤閘板兩側(cè)空隙過大都會造成大量冷空氣進入爐內(nèi)，沒通過煤層進行化學反應，增加過量空氣。二次風最好是熱風，降低氣體和固體不完全燃燒熱損失。 ●沿爐膛寬度保持煤層平整 ：根據(jù)煤種、煤質(zhì)和顆粒的不同，燃料層厚度一般在 100～ 150mm左右。 ? 特點： 結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、節(jié)省金屬、可燒次煤，消除黑煙效果較好。 ? 往復爐排燃燒情況與鏈條爐相似，分段送風，如圖示。 ●合理供煤。煤顆粒變化時應適當調(diào)整煤閘板，顆粒大、煤層加厚，縮短推煤時間，或用短行程。 ●合理送風。 ●減少漏風、漏煤 ④拋煤機爐的科學經(jīng)濟運行管理 ? 基本屬于層狀 —— 懸浮燃燒，如圖所示。 ? 拋煤機爐可任意調(diào)整煤的射程。 ●適當配比煤粒 ：＜ 6mm、 6～ 13mm和 13～ 19mm各占 1／ 3，保持爐排上火床均勻。過高易在煤斗中造成閉塞，過少時容易自流。 ●增設飛灰回收裝臵 ：利用高速噴出的空氣流將煙道下部集灰斗收集的飛灰送進爐膛再次燃燒，能減少飛灰損失，有利于煙氣與空氣混合。 ? 特點： 煤粉粒度小，燃燒速度快、爐膛容積大、燃燒效率高、煤種適應性強，但負荷調(diào)節(jié)性差，適合大容量鍋爐。 ? 煤粉爐的送風： 一次風和二次風。 ? 一次風量占總供風量的百分比： 無煙煤和貧煙的占 20％～25％；煙煤約占 25％～ 45％；褐煤約占 40％～ 45％； ? 煤粉爐二次風比例大，直接送入爐膛，使煤粉完全燃燒。 ②保持較高的爐膛溫度 ? 煤粉在爐膛內(nèi)停留時間較短，有足夠的溫度，工業(yè)鍋爐 1200oC左右。 ? 爐膛結(jié)焦能使受熱面熱負荷不均勻和燃燒不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)事故，使用二次風、合理布臵噴燃器，可防止結(jié)焦。 ? ①調(diào)整用汽、用熱負荷，削峰填谷、交叉開合，使負荷波動趨于平坦。在高峰負荷來到之前，適當提高鍋爐的燃燒熱強度。 ? ④提高自動化的程度和水平。 鋼鐵工業(yè)廢氣治理 鋼鐵工業(yè)的概述 ? 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)工藝流程見教材 171頁圖 86所示。 ? ①原料、燃料運輸、裝卸、加工過程產(chǎn)生大量含塵廢氣； ? ②焦化生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵、焦油煙氣、蒸汽和有毒氣體； ? ③燒結(jié)生產(chǎn)過程 —— 大氣的主要污染源，排塵量相當大，還有二氧化硫； ? ④煉鐵過程產(chǎn)生大量含有氧化鐵粉塵的煙氣，高爐水沖渣生成濃霧狀的蒸汽； ? ⑤煉鋼過程排放主要含有氧化鐵煙塵的棕褐煙氣； ? ⑥鐵合成生產(chǎn)產(chǎn)生電爐煙氣。 ? 鋼鐵企業(yè)的廢氣污染源集中在煉鐵、煉鋼、燒結(jié)、焦化等冶煉工業(yè)窯爐，設備集中、規(guī)模龐大。 ? 由于塵粒細，比表面積大，吸附力強，易成為吸附有害氣體的載體。 ? 由于煙氣溫度高，對管道材質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu)，以及凈化設備的選擇均有特殊要求； ? 煙氣的冷卻處理技術(shù)難度大，設備投資高； ? 高溫煙氣