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。 : C2 Z ^$ M0 l( o7 J3 K% n , u O3 T V( [3 M" Q6 S& S/ ]5 x) z5 d! s8 ?
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。0 I) [, ^% n; R, c$ z
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(1)CO与O2的化学反应热3 r- O2 t7 S( _( v" V# @8 e
( W5 g. d6 z( ]7 }9 O! B5 ~# eC+O2 = CO2 + 97.6 kcal/mol' O3 z" s3 B# Z* E) U4 t% z! p6 O
C+0.5 O2 = CO + 29.4 kcal/mol) j1 | H \! c7 [
CO+0.5O2 = CO2 + 68.2 kcal/mol - i) o; {# b8 E5 y: v! f# w$ l- x* r$ r+ E7 q' H0 t6 k
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。 7 I: J# _1 A$ `/ R) g. E( T7 P0 {: U
(2)分解炉出口不同CO浓度对预热器温度分布的影响 ) @8 J. K$ d5 G; x4 _; F5 \8 H; k. M; h$ O; Y
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。 ( P+ m1 J4 w: h6 W* i4 `& B9 D0 N" @6 [, k& B; C9 k7 n! o- d ' t* n2 M* {$ o3 S3 T& b1 t$ c5 @0 O8 W6 D
5 f) V6 e* U1 H' ?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℃。 2 m, ]# `. _1 u) ?& @. d. `3 s8 m! g: e! j. Z
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℃。2 ?+ H2 @; S. `: j. O* r5 Z
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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。! \: \1 y" p. B
7 F7 l I9 v' J% d) p1 }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)。 ( } }6 e. j V0 ?! H) @( J5 }& t9 D ]2 R" Z7 n
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。# b( K/ r3 v4 m( G
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(3)预热器出口不同CO浓度所带来的热损失 " F" b4 Q# t) m7 r6 Y 5 C9 j; E0 a( u0 e! b4 l; @与上面的计算相比,这就简单多了。结果如下图所示。 ) N$ C H I& L; ?& _ 8 z& W6 G7 Z7 N8 Q6 D. t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6 m4 P3 K% f3 l4 o
) I! b' a& P6 L! \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。5 L! }; f1 _. p& g3 S7 Z) |
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