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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。# S: c5 a8 O5 O3 d; n2 J2 ?' o
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" }: P, s% k& u# L/ R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。3 o( s% H( o1 r; y) V2 b' L; [2 J
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(1)CO与O2的化学反应热" z; U3 g* u- j8 g8 t  }

/ F/ j3 c+ w8 i; p1 c% f, ]+ y* {2 eC+O2 = CO2 + 97.6 kcal/mol( \* ^  C! S- q/ {! L
C+0.5 O2 = CO + 29.4 kcal/mol
% g9 a5 L: A3 b5 B- _7 eCO+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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; o5 i4 S& i, k' @' w3 l7 ^. h(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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" b' y' X6 |. W8 m' a: x1 A3 S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。
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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℃。. E( w4 ~1 V- z; d) R4 U7 R' M

( ^+ ], o' m/ k, t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℃。$ n6 {7 D/ Z& Z3 T$ _( F5 M
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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。- G9 M4 s, D  _

( g! X( ]( i: v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)。" i2 I( f3 h' p  Q5 O" \
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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
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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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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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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。0 }0 t9 O5 @% X7 x

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