固废综合 水泥窑协同处置之不完全燃烧产生的CO及其影响 [复制链接]

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京东
当废弃物(具有热值)不完全燃烧时,其中的C无法全部氧化为CO2,部分C氧化为了CO。根据分解炉内煤粉燃烧的经验,若废弃物不能在分解炉内完全燃烧,则会产生如下影响:分解炉和C5温度倒挂;预热器出口温度增加;预热器出口CO浓度增加等。除此,CO的存在还会对SNCR脱硝、SO2排放,甚至二噁英的排放(有研究表明,为控制二噁英前驱物需要保证炉膛内足够的空气供给量)造成影响。' @) M0 H4 x: @. O1 K  \/ T5 k7 u) C
' M( B: y1 k3 D0 l

7 a& u, l  x3 Z6 M$ ]在此,对分解炉出口不同CO浓度下预热器的温度分布,以及C1出口不同CO浓度所带来的热损失进行计算,以直观呈现CO不完全燃烧所带来的影响。! ~6 @, e) D" T- j7 \# Z! b3 X

* V; y& u8 t' e" R" Q(1)CO与O2的化学反应热$ _% t6 p5 W5 d
# P4 T- T# q* n
C+O2 = CO2 + 97.6 kcal/mol
- ^' a3 S" D7 r% @/ {# RC+0.5 O2 = CO + 29.4 kcal/mol3 D6 S0 ]* D) t
CO+0.5O2 = CO2 + 68.2 kcal/mol
+ j8 Q! k6 W$ \, o7 l
  s9 F9 Y1 M( v通过以上反应热,以预热器为考虑对象,我们可以计算出分解炉出口不同CO浓度(在C1-C5内完全燃烧的情况下)会引起预热器出口温度增加。
: S7 b, _. R2 V* ]9 C6 Q# s: k9 G( o* o- D$ R5 ]
(2)分解炉出口不同CO浓度对预热器温度分布的影响8 b6 h( [% k: O5 e7 }& s0 C$ Y$ M) Q

" B/ O0 O; p4 s6 I5 Q% p# F为了简化计算,假设分解炉出口的CO在C5预热器内完全氧化;从C5预热器到C1预热器,CO产生的热量中60%给了烟气,40%给了物料。基于此,计算不同CO浓度对每一级预热器出口温度的影响。结果见下表。. T7 i" e) i5 y8 p

1 p* x6 P8 d* g/ V3 W2 X; m9 J  s! [" G 环保之家.JPG
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5 a) v- J9 M8 }0 W/ ], p8 r; d1 `, Z& f2 n. ?% i
由上表可以看出,当分解炉出口CO浓度为1000ppm,其在C5内完全燃烧后总计产生的热量可使烟气温度增加8.5℃,考虑其中60%热量传递给烟气,C5出口烟气温度会增加5.1℃;依次类推,C1出口温度增加0.7℃。
$ d$ I  Q/ E7 J! j& J8 F* q1 s. q0 V' [3 Q0 M
而当分解炉出口CO浓度达到5000ppm时(现在部分处置废弃物、采用分级燃烧等的企业已经能够达到,甚至超过这个水平了),C5出口温度会增加25.4℃,而C1出口温度也会增加3.3℃。
/ p0 u% E9 c% @8 b8 l  u: |; \+ V! B0 i) Q
上述计算相对简单,考虑的因素比较少。因为假设CO均在C5预热器内完全燃烧,所以引起的C1出口温度增加相对较小,尤其带来的热损失增加自然也较小。但是,若CO不是在C5预热器内完全燃烧(实际情况CO也不可能在C5内完全燃烧),那么C1温度增加会更多。6 A3 Y9 \: Q5 g! r5 X8 S
. k5 Z2 u" K( e! u2 r$ V1 X
经过计算,若50%CO在C5预热器内完全燃烧,50%CO在C4预热器内完全燃烧,那么当分解炉出口CO浓度为5000ppm时,C1出口温度会增加约4.4℃(可能与实际情况更吻合)。
  S+ K) U) u6 F! {1 F( H: m4 _* B5 s7 ]" }3 V
需要注意的是,上述计算没有考虑烟气温度增加对预热器换热效果的影响。" K4 m0 V1 s" g: p- Z3 Q
. }5 g6 v. N3 _+ a1 W+ w9 a
(3)预热器出口不同CO浓度所带来的热损失4 f  N1 S2 ]; S4 u

+ Y% ~) L1 _: m3 c; O0 w, C! n与上面的计算相比,这就简单多了。结果如下图所示。+ V" |' v, r! f: o2 B1 K9 Z+ B
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水泥窑协同处置之不完全燃烧产生的CO及其影响 - 环保之家
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) M! y/ B; @' d) i: x0 s可以看出,预热器出口每1000ppm对应的热损失约为4kcal,也就是0.6 kg标准煤。* A8 E5 c, [6 g. V$ K$ t" X5 Z: ]

( r( D- N' G, f* _4 r

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