煤燃燒排放煙氣中粉塵濃度和林格曼黑度的影響

煤燃燒排放煙氣中粉塵濃度和林格曼黑度的影響

煤炭的凈燃燒是指煤炭在工業(yè)爐中燃燒時(shí)，從熔爐中排放的污染，即污染，即污染，如硫、煙和黑噪聲。滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：（gb9078-1996）根據(jù)工業(yè)爐和爐氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，即硫（so2）900mg。p3；累積負(fù)荷：300mg300mg。林格曼的黑水平為1級(jí)。林格曼黑度共分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)。林格曼黑度直接與煙氣中的煙塵濃度有關(guān),煙塵濃度低,林格曼黑度就低;煙塵濃度高,林格曼黑度就高。而煙塵濃度又與燃煤含揮發(fā)分量的高低、含灰份的高低、進(jìn)風(fēng)的方式、進(jìn)風(fēng)量的大小、煤炭的粒度大小以及固定靜態(tài)或流動(dòng)的動(dòng)態(tài)燃燒等五種因素有關(guān)。本文主要研究燃煤揮發(fā)分含量對(duì)煤燃燒排放煙氣中煙塵濃度、林格曼黑度影響的機(jī)理。燃煤中的可燃物質(zhì)是炭和揮發(fā)分,揮發(fā)分與炭的燃燒方式完全不同,炭是固體物由表及里逐步與空氣氧接觸燃燒,而揮發(fā)分是羥基類有機(jī)化合物以氣態(tài)方式與空氣氧混合燃燒,由于是瞬間氣化流動(dòng)燃燒,造成氧不足的缺氧燃燒狀態(tài),從而產(chǎn)生大量的炭黑粉塵。當(dāng)降低燃煤揮發(fā)分含量時(shí),揮發(fā)分與空氣氧匹配完全燃燒,就可以避免燃煤炭黑塵粒的形成。(一)煤的燃燒1.選擇高約50m煙囪的自然抽風(fēng)爐,自然抽風(fēng)煙氣流量為6000m3/h,由人工投煤,固定位置燃燒的烤花瓷窯爐,以保證風(fēng)量穩(wěn)定一致,煤的燃燒狀態(tài)和固定位置燃燒的方式基本一致。(本次試驗(yàn)研究在廣西南寧圣杰威達(dá)瓷業(yè)有限公司的烤花瓷窯爐進(jìn)行)。2.選用同一種煤,以確保煤的含灰份量基本一致。3.用不含揮發(fā)分的木炭粉作為調(diào)配調(diào)整不同含揮發(fā)分量的測(cè)定煤樣。4.在每個(gè)測(cè)定樣燃燒前,都先淋水拌成煤餅塊狀以防止煤粉燃燒產(chǎn)生的煤塵。(二)材料和制備1.原煤炭和木炭樣品采用同一種煤炭和木炭試樣。經(jīng)分別粉碎成小于10mm粒度的粉煤和木炭粉,作為原煤和木炭粉試樣。2.現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的測(cè)定第一組測(cè)定煤3份。每份配原煤25kg,其含揮發(fā)分35%的煤樣,作為備用煤對(duì)照測(cè)定試樣。第二組測(cè)定煤3份。每份配原煤20kg,加入木炭粉5kg,共25kg,然后混合均勻,其含揮發(fā)分28%的配制煤樣,作為備用煤調(diào)低揮發(fā)分的測(cè)定試樣。第三組測(cè)定煤3份。每份配原煤14.29kg,加入木炭粉10.71kg,共25kg,然后混合均勻,其含揮發(fā)分20%的配制煤樣,作為備用煤調(diào)低揮發(fā)分的測(cè)定試樣”。(三)煙氣林格曼黑度測(cè)定1.分別逐個(gè)試燒三組中的三份煤試樣,按照(GB/T16157-1996)《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定和氣態(tài)污染物采樣方法》,觀測(cè)煙囪頂部煙氣的林格曼黑度。2.每份煤測(cè)定試樣,在燃燒前先配水拌成餅狀,并在開始1分鐘內(nèi)連續(xù)全部投完后,測(cè)定在1分到1分30秒時(shí)的林格曼黑度。3.每組的三份煤測(cè)定試樣,每份相隔10分鐘后依次測(cè)定,求得三份林格曼黑度的平均值,作為每組的林格曼黑度值。4.各組煤炭燃燒試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì),見表1。(四)結(jié)果與討論1.燃料油使用時(shí)低,燃燒煙氣上表中各組煤炭試樣燃燒試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明,林格曼黑度、煙塵濃度直接受燃煤揮發(fā)分含量高低的影響,燃煤揮發(fā)分含量低,燃燒時(shí)所產(chǎn)生煙氣的煙塵濃度和林格曼黑度就低;反之,燃煤揮發(fā)分含量高時(shí),燃燒所產(chǎn)生煙氣的煙塵濃度和林格曼黑度就高。在每小時(shí)6000m3/h煙氣流量的條件下,每分鐘投入的燃煤中揮發(fā)分重量低于5kg時(shí),揮發(fā)分與空氣氧能夠匹配充分燃燒,可確保燃煤煙氣的林格曼黑度和煙塵濃度控制在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放指標(biāo)以內(nèi)。2.不完全燃燒狀態(tài)燃煤中的可燃物質(zhì)是炭和揮發(fā)分,揮發(fā)分與炭是兩種性質(zhì)完全不同的物質(zhì),炭是單質(zhì)的無機(jī)物。而揮發(fā)分屬羥類碳?xì)溆袡C(jī)化合物,在常溫下以大分子結(jié)構(gòu)固體狀態(tài)與煤中炭伴生存在,當(dāng)煤投入高溫的爐中燃燒時(shí),炭是以固體狀態(tài)由表及里的逐步與空氣氧接觸燃燒。而揮發(fā)分遇到高溫時(shí),瞬間即分解為簡(jiǎn)單小分子的碳?xì)浠衔餁怏w與空氣氧混合燃燒,造成瞬間體積增大數(shù)百倍,擠占了爐內(nèi)煙道空間,致使空氣氧嚴(yán)重不足,使燃燒處于不完全狀態(tài),此時(shí)炭氫結(jié)構(gòu)分子(CH4)轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)炭(C),不完全燃燒狀態(tài)時(shí)(CH4n+O2→C+2H2O),會(huì)形成大量的炭黑塵粒,它是產(chǎn)生燃煤煙氣中煙塵的重要組分。當(dāng)降低燃煤揮發(fā)分含量時(shí),煤能夠與空氣氧匹配完全燃燒,避免了炭或塵粒的形成。揮發(fā)分處于完全燃燒狀態(tài)時(shí)(CH4+2O2→CO2+2H2O),則無炭黑塵粒形成。3.氧匹配燃燒時(shí)煤調(diào)濕燃燒實(shí)驗(yàn)(1)降低燃煤中揮發(fā)分含量使其與空氣氧完全匹配燃燒。控制投入的燃煤揮發(fā)分含量,每立方煙氣中揮發(fā)分含量小于或等于830mg,此時(shí)煤就可與空氣氧完全匹配燃燒。(2)增加燃煤燃燒中氧量,使氧與燃煤中的揮發(fā)分完全匹配燃燒。通過在燃煤中配入增氧劑,在燃