【正文】 空氣與燃料之比 、 溫度 (temperature)、 時(shí)間 (time)和 湍流 (torrent)，后三者通常稱為燃燒過(guò)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(jī)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(jìn)入鍋爐起至燃燒完畢分幾個(gè)階段： ①預(yù)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(shè)備簡(jiǎn)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(fēng)燃燒 。 ? 爐前脫硫能除去灰分，減輕運(yùn)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(guò)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(wú)機(jī)硫含量。 淘汰分選原理圖 跳汰式洗煤機(jī) 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(shí) 處理煤泥設(shè)備和壓濾機(jī)配套使用濃縮機(jī) ， 即可提高洗煤機(jī)產(chǎn)量、又解決了環(huán)保問(wèn)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(jī)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(duì)煤進(jìn)行脫硫或加氫改變其原有的碳?xì)浔?、 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(shí)驗(yàn)階段的煤催化氣化。 ? 若將熾熱的煤與水蒸氣反應(yīng)，就生成中熱值焦?fàn)t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(jī)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(qiáng)度且塊度均勻的固體型塊。 ? 美國(guó)型煤加石灰固硫率達(dá) 87%，煙塵減少 60%；日本蒸汽機(jī)車用石灰使型煤固硫率達(dá) 70%~80%，脫硫費(fèi)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(jī) 蜂窩煤機(jī) ? 常用方法：在鉬 、 鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下 ， 通過(guò)高壓加氫反應(yīng) ， 加斷碳與硫的化合鍵 ， 以氫臵換出碳 ， 同時(shí)氫與硫作用形成H2S， 從重油中分離出來(lái) 。 （ 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(guò)程中加入鈣基固硫劑而達(dá)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(yīng)： CaO+SO2→CaSO 3 CaSO3+1/2CaO2→CaSO 4 ? CaO對(duì) SO2的吸收包括如下幾個(gè)過(guò)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(kuò)散； 3） SO2在孔壁上的吸附； 4） SO2與 CaO的化學(xué)反應(yīng)以及產(chǎn)物層的形成； 5） SO2通過(guò)產(chǎn)物層向未反應(yīng) CaO表面的擴(kuò)散 。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 有機(jī)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(diǎn)，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(shí)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(wú)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(fēng)機(jī) .。 最新循環(huán)流化床 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器 ? 流化床燃燒特點(diǎn)： 強(qiáng)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(guò)程脫硫。 ? 從工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，爐內(nèi)鈣 /硫摩爾比在 ，脫硫效率可以達(dá)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(guò)物理或物理化學(xué)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(guò)程。 ? 目前研究的 選煤方法： 物理方法、化學(xué)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(diǎn) ? 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(diǎn)： ? 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(qiáng)化爐內(nèi)燃燒 ? 改造后的拱型，前拱加長(zhǎng) 1倍，后拱加長(zhǎng) 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(shè)計(jì)出力難達(dá)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(fēng)： 干燥區(qū)不送風(fēng)，干餾著火少給風(fēng)，燃燒區(qū)多供風(fēng)，燃燼區(qū)少給風(fēng)，才能使燃料達(dá)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(guò)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(guò)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?fàn)t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?jǐn)嚢?、混合，增加可燃物在爐膛內(nèi)停留時(shí)間。被風(fēng)力吹起的未完全燃燒的細(xì)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(jìn)行混合燃燒。 ①手燒爐排鍋爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)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??；加煤動(dòng)作要快，以免冷風(fēng)進(jìn)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(dāng)燃燒火焰呈白亮色時(shí)，燃燒熾烈，要準(zhǔn)備投煤。三要：每次投煤要少，煤塊顆粒大小要適當(dāng)，撤煤要薄而勻。 ●合理控制煤中水分。在加煤周期的前 1／ 3時(shí)間內(nèi)，直接向爐膛送入二次風(fēng)，可補(bǔ)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(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理 ? 鏈條爐排鍋爐：通過(guò)鏈帶自動(dòng)加煤、燃燒和排出灰渣的機(jī)械化燃燒設(shè)備 。爐膛內(nèi)布臵前拱和后拱，燃用劣質(zhì)煤增設(shè)中拱。爐墻損壞、看火門、出灰門關(guān)閉不嚴(yán)、煤閘板兩側(cè)空隙過(guò)大都會(huì)造成大量冷空氣進(jìn)入爐內(nèi)，沒(méi)通過(guò)煤層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，增加過(guò)量空氣。二次風(fēng)最好是熱風(fēng)，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(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、節(jié)省金屬、可燒次煤，消除黑煙效果較好。 ? 往復(fù)爐排燃燒情況與鏈條爐相似，分段送風(fēng)，如圖示。 ●合理供煤。煤顆粒變化時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整煤閘板，顆粒大、煤層加厚，縮短推煤時(shí)間，或用短行程。 ●合理送風(fēng)。 ●減少漏風(fēng)、漏煤 ④拋煤機(jī)爐的科學(xué)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理 ? 基本屬于層狀 —— 懸浮燃燒，如圖所示。 ? 拋煤機(jī)爐可任意調(diào)整煤的射程。 ●適當(dāng)配比煤粒 ：＜ 6mm、 6～ 13mm和 13～ 19mm各占 1／ 3，保持爐排上火床均勻。過(guò)高易在煤斗中造成閉塞，過(guò)少時(shí)容易自流。 ●增設(shè)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(jìn)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(diǎn)： 煤粉粒度小，燃燒速度快、爐膛容積大、燃燒效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)，但負(fù)荷調(diào)節(jié)性差，適合大容量鍋爐。 ? 煤粉爐的送風(fēng)： 一次風(fēng)和二次風(fēng)。 ? 一次風(fēng)量占總供風(fēng)量的百分比： 無(wú)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(fēng)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(shí)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(fù)荷不均勻和燃燒不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)事故，使用二次風(fēng)、合理布臵噴燃器，可防止結(jié)焦。 ? ①調(diào)整用汽、用熱負(fù)荷，削峰填谷、交叉開合，使負(fù)荷波動(dòng)趨于平坦。在高峰負(fù)荷來(lái)到之前，適當(dāng)提高鍋爐的燃燒熱強(qiáng)度。 ? ④提高自動(dòng)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(jiàn)教材 171頁(yè)圖 86所示。 ? ①原料、燃料運(yùn)輸、裝卸、加工過(guò)程產(chǎn)生大量含塵廢氣； ? ②焦化生產(chǎn)過(guò)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(guò)程 —— 大氣的主要污染源，排塵量相當(dāng)大，還有二氧化硫； ? ④煉鐵過(guò)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(guò)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(shè)備集中、規(guī)模龐大。 ? 由于塵粒細(xì)，比表面積大，吸附力強(qiáng)，易成為吸附有害氣體的載體。 ? 由于煙氣溫度高，對(duì)管道材質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu)，以及凈化設(shè)備的選擇均有特殊要求； ? 煙氣的冷卻處理技術(shù)難度大，設(shè)備投資高； ? 高溫?zé)煔?