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。 7 D* O. h( t9 R- C. G, P T" e3 b) x$ A
0 o: u( K/ x6 \% e/ 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。 1 f2 }) k8 t: ^2 ?5 }* X: V, J9 m# o: x. x7 m: o# D: u, G
(1)CO与O2的化学反应热 . G) U, X r1 A6 ^ 5 B! v j+ [5 p! JC+O2 = CO2 + 97.6 kcal/mol 5 }" Y, N! i& {. X% Y2 o, ?: N( jC+0.5 O2 = CO + 29.4 kcal/mol 4 _; T. G5 f4 ], h9 WCO+0.5O2 = CO2 + 68.2 kcal/mol+ K/ l3 P6 J4 {( y9 I5 @ w
/ W* j, b2 d5 z$ H) f- k4 q" _
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。( L+ E- V. [- u+ W1 p
! S3 S& Q. B) J" O$ X$ y(2)分解炉出口不同CO浓度对预热器温度分布的影响 % S0 y V! _9 h! {) V: V4 _$ \" u 4 ~ s# S2 T$ D: ^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。 5 A z: ^- v5 l' i% m; q0 ~/ g# H- N7 b, k
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2 \6 Y( b7 H% A" [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℃。1 S7 ~( Y! i+ u2 A
+ l$ ?9 E) b/ U, Z. h' u7 x& S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℃。 % T! f4 m' c6 a8 r8 ]$ S 5 ^- W _0 @! m& u0 r+ W$ s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。 ; r/ q! }2 t+ i4 L5 L% E 3 b1 b1 A& Q( A+ _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)。7 u1 A: |% M8 U3 p! o) q& y; F
9 Y2 i' L6 r6 i5 c0 G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。, }1 Z. t9 ~+ _0 T4 O L
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(3)预热器出口不同CO浓度所带来的热损失7 p }1 V* ?, f
- U0 B/ u8 `7 {- k5 z/ O& e与上面的计算相比,这就简单多了。结果如下图所示。 1 S: Q. x6 a/ |9 m; L7 ~4 p: r* B2 d
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 H7 m6 M# L6 [6 a4 ?5 y! F; F/ o3 g. _" n& u0 e8 G
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。 . F: M* ^" X; d' h7 F8 h$ \( w