我国工业窑炉烟尘污染现状及其治理技术

《我国工业窑炉烟尘污染现状及其治理技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、我国工业窑炉烟尘污染现状及其治理技术刘随芹张学军张伟张豫龙天地科技股份有限公司环保事业部北京100013摘要本文分析目前我国工业窑炉烟尘污染现状及产生黑烟的原因，简述各种污染治理技术的优缺点，介绍目前广为使用、且简单有效的窑炉自动跟踪补氧消烟除尘改造技术和炉前制气热煤气燃烧技术，认为该技术可以有效解决多数燃煤工业窑炉的污染治理问题，实现烟尘的达标排放。关键词工业窑炉自动跟踪补氧消烟除尘改造X1工业炉窑能源消费结构及产生污染的原因分析在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或者将电能转化为热能对工件或物料进行加热或焙烧的设备，称为

2、工业炉。锅炉也是一种工业炉，但习惯上把锅炉和其它一些能源转换设备如焦炉、煤气发生炉等不包括在工业炉范围内。目前，我国有近20万台各种工业窑炉在用。工业窑炉的类型很多，按供热方式可分为两类，一是火焰炉，或称燃料炉，是用各种燃料的燃烧热量在炉内对工件或物料进行加热；二是电炉，是在炉内将电能转化为热能对工件或物料进行加热。据统计，全国工业炉窑能源消费中，固体燃料占70％以上，煤气占7％，燃油占13％，电力燃占8％，其它燃料不足1％。在固体燃料中，焦炭约为15％，煤炭为55％以上，说明我国工业炉窑用能源仍以煤为主。加煤方式绝大多数为人

3、工加煤、自然通风、薄煤层燃烧室，图1为人工加煤时普通燃烧炉的送风情况。加煤图1人工加煤普通煤炉送风情况——907——袈时阃曲线ab表示由一次加煤到另一次加煤时间间隔时，由于炉篦上煤的燃烧，煤层阻力逐步降低，送入燃烧室内的空气量不断增加；曲线cd为燃烧时所需的计算空气量。此曲线表明，每次加煤后，由于大量的挥发份析出但燃烧所需的空气量不能及时增加而出现空气量不足(冒黑烟)，其后，随煤的逐渐燃尽空气量又不能及时减少，出现空气大量过剩(炉温下降，气氛氧化性增强)。因此，这种燃烧和操作方式不仅难以保证加热质量，而且污染环境，恶化操作条件

4、。根据对烟尘、sOz、NO，、cO四种主要空气污染物的来源统计，燃料燃烧产生的污染物约占全部污染物的70％，工业生产产生的污染物约占20％，机动车产生的约占10％，我国燃料以煤炭为主，因此煤炭的燃烧是空气污染的主要来源。煤的燃烧过程分为：预热(干燥)、干馏(挥发份析出)、可燃气及焦碳燃烧、灰渣形成四个阶段。以人工加煤层状燃烧室为例，见图2。灰渣层2．氧化层3-还原层4-干馏层5·预热层圈2人工加煤层状燃烧室示意图助燃空气由炉篦下供入，煤层从下向上分为：灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和预热层。加煤初期，煤层厚，通风阻力大，进风量

5、相对不足，但经预热、干馏阶段后析出了大量的挥发份，由于风量不足，挥发份中的碳氢化合物热分解产生的碳黑来不及燃烧而形成黑烟从烟囱排出。随着煤的燃烧煤层变薄，通风阻力减少，进风量增多，在过剩空气量下吹起来的未燃焦末和细灰随烟气一起排出。这些碳黑、焦末和细灰以及煤中带有的其它微细颗粒和夹杂物即为炉窑烟尘的来源。我国有众多工业窑炉(倒焰窑、辊道窑、遂道窑、退火窑等等)，这些窑炉的炉灶，多为自然通风式的薄煤层燃烧。使用时，只从炉栅的底部供入一次空气，供煤在燃烧室内燃烧。为了快速升温并使炉膛内达到较高的炉温，历来都是选用活性好、燃烧性能好

6、的烟煤作燃料。烟煤含有大量的挥发份，用于工业窑炉的烟煤挥发份一般均在25～35％之间。当具有这样高挥发份的烟煤加进炉膛落到在燃的赤热的煤层上时，入炉煤就会很快地被加热，一908—并发生以下的变化：当煤加热到110"C时，煤的表面水份和内在水份被蒸发：当煤温升到200℃时，煤粒开始分解，挥发份析出。煤温在200～500"C区间内，挥发份析出量随温度的升高而增加，一般来讲，500"C左右，煤的挥发份析出量为最大，随着温度的进一步升高，挥发份析出量逐步减小，至900"C左右时挥发份析出基本结束。析出的挥发份也可称为“粗煤气”，是一种

7、热值很高的气体燃料，主要是由高级烃类和芳香烃类(苯、萘等)混合物组成。这种混合物如果燃烧，能放出大量的热量，当然也需要大量的氧。如1mol的苯燃烧需要7．5mol的氧，萘燃烧需要氧更多，lmol的萘的燃烧需要12mol的氧。但是在老式的工业窑炉使用时，只从炉篦下部一次供风，空气中的氧经煤层燃烧后几乎耗尽。无法再和析出的挥发份进行氧化反应。而大量的挥发份在缺氧与高温的条件下马上会发生裂解反应，先是断键反应、再是脱氢反应，最后形成游离的炭黑，也称’析炭”。析炭随着烟气排出，这就是我们在工业窑炉厂的附近常见的浓黑烟，既造成了严重的污

8、染，也带来大量的热能损失。经采样分析发现，工业窑炉黑烟中的物质80％以上都是可燃物质，因此，只要组织好挥发份的燃烧，就能解决烟囱冒黑烟的问题，同时也就解决了烟气中的粉尘问题。统计表明，各类燃煤炉窑的实际烟尘排尘浓度与所采取的燃烧方式和燃料特性有关。链条炉和往复炉排的排尘量约占