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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。
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9 Z" t4 a$ P6 i, ?, M7 p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。% C( f: O% I, P1 `$ \$ N% r2 N
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(1)CO与O2的化学反应热
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C+O2 = CO2 + 97.6 kcal/mol
5 X4 o7 W; z' P1 `& \7 \C+0.5 O2 = CO + 29.4 kcal/mol# G: y" M# S' a0 h3 P0 A
CO+0.5O2 = CO2 + 68.2 kcal/mol
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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。
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(2)分解炉出口不同CO浓度对预热器温度分布的影响
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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。% b2 ]7 Z6 Y, T& |- T+ w; s

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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℃。
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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℃。+ i. H9 c" X; Y3 b7 x- q2 P
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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。$ ~) h" i8 g! h0 d& Y, R

% ?& R7 j. w4 z0 J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)。
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! o  F8 O. ?9 v8 l& x% p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。
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(3)预热器出口不同CO浓度所带来的热损失6 J# ~/ e# D: M3 F+ A" T

* }! D/ \; p* V$ n, J8 S与上面的计算相比,这就简单多了。结果如下图所示。
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/ G8 |  k; ]. N, Z: h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。, d, U' S) q8 v( Q$ Y; r

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