Обеспечение полного сгорания графита нефтяного кокса — сложный процесс, включающий несколько стадий. Нефтяной кокс, побочный продукт нефтепереработки, содержит большое количество углерода, серы и летучих веществ, что делает его сжигание более сложным, чем уголь. Неполное сгорание приводит к потерям энергии, токсичным выбросам, таким как окись углерода (CO), и остаточному несгоревшему углероду.
Для достижения полного сгорания необходимо одновременно соблюдать классический принцип сгорания «3T + 1E», адаптированный к характеристикам нефтяного кокса. Основными условиями обеспечения полного сгорания графитового нефтяного кокса являются:
I. Основные принципы сжигания (3T + 1E)
1. Температура
Достаточно высокая температура: температура печи должна поддерживаться достаточно высокой (обычно выше 1200 градусов), чтобы гарантировать быстрый нагрев частиц нефтяного кокса до точки воспламенения (нефтяной кокс имеет высокую температуру воспламенения, примерно 450-600 градусов) и поддерживать стабильную реакцию горения.
Равномерная температура. Распределение температуры внутри печи должно быть как можно более равномерным, чтобы избежать локализованных зон с низкой-температурой, которые в противном случае могли бы привести к неполному сгоранию нефтяного кокса в этих зонах.
2. Время
Достаточное время пребывания. Частицы нефтяного кокса и их летучие компоненты должны оставаться в зоне высоких-температур в течение достаточного периода времени, чтобы обеспечить полное сгорание. Из-за низкого содержания летучих в нефтяном коксе сжигание в основном ориентировано на сжигание связанного углерода, что является относительно медленным процессом.
Меры: Обеспечьте достаточный ход и продолжительность движения дымовых газов внутри печи путем оптимизации конструкции печи и регулировки положения и угла горелки. В котлах с псевдоожиженным слоем можно использовать циркуляцию материала для увеличения времени пребывания частиц.
3. Турбулентность
Достаточное перемешивание воздуха: это одно из наиболее критических условий. Необходимо обеспечить сильную турбулентность, чтобы обеспечить тщательное и быстрое перемешивание воздуха и частиц нефтяного кокса.
Меры:
Рациональное распределение воздуха: используйте сегментированную подачу воздуха (например, первичный, вторичный и третичный воздух). Первичный воздух используется для стабилизации воспламенения и псевдоожижения (в псевдоожиженном слое), тогда как вторичный воздух, основной воздух для горения, впрыскивается с высокой скоростью, чтобы создать сильную турбулентность и обеспечить смешивание с горючими материалами.
Оптимизируйте конструкцию горелок: используйте вихревые горелки или специально разработанные форсунки для создания сильных зон рециркуляции и завихрений для улучшения перемешивания. Обеспечьте достаточное пространство в печи: Обеспечьте достаточно места для смешивания воздуха и топлива.
4. Избыток воздуха
Оптимальное соотношение избытка воздуха: подайте немного больше воздуха, чем теоретический объем воздуха, чтобы гарантировать, что каждая частица топлива имеет доступ к кислороду. Однако следует избегать чрезмерного избытка воздуха, так как это снизит температуру печи, отрицательно повлияет на эффективность сгорания, а также увеличит потери тепла с дымовыми газами и образование оксида серы.
Диапазон регулирования: Для нефтяного кокса содержание кислорода в дымовых газах обычно контролируется в пределах от 2,5% до 4,5% (конкретное значение зависит от оборудования и характеристик топлива), что соответствует коэффициенту избытка воздуха примерно от 1,15 до 1,25.
Резюме: Контрольный список для обеспечения достаточного сгорания
Подготовка топлива: измельчен ли нефтяной кокс до достаточной крупности? Стабилен ли исходный материал?
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 градусов или 850-950 градусов для CFB)?
Время: Обеспечивает ли конструкция печи достаточное время пребывания?
Турбулентность/перемешивание: используется ли ступенчатая подача воздуха? Достаточно ли силён вторичный воздух, чтобы проникнуть в дымовые газы?
Избыток воздуха: Находится ли коэффициент избытка воздуха в оптимальном диапазоне на основе анализа дымовых газов (O₂ и CO)?
Мониторинг ключевых показателей: отслеживаются ли уровни CO и содержание углерода в летучей золе в режиме реального времени и используются ли они в качестве основы для корректировок?
Систематически соблюдая вышеуказанные требования и уделяя особое внимание оптимизации свойств нефтяного кокса, которые трудно -сгорать-, мы можем максимизировать его полное сгорание и добиться высокоэффективного использования энергии с низким-загрязнением.
