重油燃燒器在非正常運行工況下的煙塵污染及調整措施

2016-04-26 15:02:45

 

重油或渣油燃燒器的運行性能非常重要，如果調試不好，有可能造成燃燒效率下降和大量的煙塵污染。本文曾對二臺進口油爐（油燃燒器也進口）在燃用高粘度重油時排煙處煙塵濃度及排塵量進行了測試，結果如表1所示：

表1 高粘度重油時排煙處煙塵濃度及排塵量進行了測試數據
項目	油爐出口	排煙溫度	除塵及煙道	煙囪出口	環保一類地區
排灰量 濃度	1066KG/周 363mg/Nm3	(181℃) —	235KG/周 —	831KG/周 283mg/Nm3	293.8KG/周<100mg/Nm3

對于如何對煙塵解析，就要通過用燃油爐里的煙塵作為樣本。而且，燃油爐里的關鍵點不是整個爐子而是有特定的部位的，即處于末梢部位的通風機的前面和后面的排煙管。因為樣品的比例少而且是類似絲絮的感覺，對于樣品的集聚比列來說，就要通過稱重然后再進行一定方法的計算得到，根據這種方法，得出樣品的比值是0.28。

 

對上文提到的計算方法，我們這里進行詳細的名稱說明，即PW-2400型X射線熒光光譜分析儀與CH分析儀。

利用這些測試儀測出的數據繪成表2。很多S0₃大部分存在于燃燒的煙塵中，其原因有兩點：一是燃燒后排出的煙的溫度比酸露點的溫度低得多；二是燃燒的油中的S成分比較多。當使用粘度比較高的重油提供給油爐作為燃料時，燃燒以后排放出的煙塵里僅有比重為0.0723到0.1698的完全燃盡的煙塵，而大部分的成分都由沒有完全燃盡的碳所占了。

 

表2 兩種重油煙塵灰樣成份特性分析結果表 項目 含碳量 S03量 V205量 水份量 灰份量 備注 1#灰 57.15% 28.50% 1.17% 5.95% 7.23% 引風機前煙道內取灰樣 2#灰 45.03% 30.90% 1.31% 5.78% 16.98% 引風機后煙道內取灰樣

 

根據以上的結論可得知，由于燃爐輕油比重油的粘度少很多，所以在燃燒重油時需要同時減輕其粘度并且讓其溫度得到升高，這樣就能夠很大的完善重油燃燒后的煙霧霧氣化。不過要是將重油和輕油相比的話可以得到，輕油的粒徑比較細一些，重油的粒徑就比較大一點。

除此之外，外表固體化與聚集并且縮小的現象會發生在這樣的過程中，即當油爐高溫度燃燒重油時產生的霧化性油滴，又經過油爐再次燃燒蒸發形成了油蒸汽進而轉變為了焦殼的整個過程。

要使焦殼膨脹變大直至成為大的泡泡，必須要其內部的氣壓變高達到一定的氣壓值；而氣壓值的升高又要以氣化的油滴的溫度為基礎，只有當它的溫度增高時’重油才會轉化成油滴；最后都要依賴燃燒爐內相對的氣流之間傳遞熱量以及較高溫度的煙霧氣體的輻射才能進一步執行上述的兩個步驟。當全部完成這些步驟的時候，焦殼在膨脹變大到極限程度的時候，爆炸分裂就會發生，焦殼和其中的未燃燒的或者燃燒的氣體液體就會被釋放到空氣中，并且在空氣中產生了燃燒的過程。

而對于絲絮形狀的沒有實心的細小煙塵的產生過程，是由于焦殼中的氣體液體和空氣沒有完全融合所以無法充分燃燒化為灰燼。這種微粒狀的煙霧顆粒質量輕，擁有100到300微米的體積，因為它們的體內已經由于膨脹發泡不再是實心的了。它們也被成為剩余型的、沒有完全燃燒的焦殼。

重油燃燒后形成的類似粉狀的灰塵顆粒大概占空氣中的比例為70mg/Nm^{3是因為輕油的灰塵量比它的少很多。由重油產生的CH化合物中的某些化合物如果變成了碳黑類煙塵，是基于在高溫中缺少氧氣造成的，而缺氧的情況則較多的發生在空氣不僅稀薄而且其中含有高濃度的油霧的環境下。}

綜上所述，我們可以了解到為什么會形成焦殼以及它產生的影響后果。首先焦殼的產生是由于使用含有粘度較高的重油作為燃爐的燃料，使得其排出的煙塵變成絲狀絮狀的焦殼。其次對于后果則是加大了燃燒完全的難度，而具體的原因是由于重油中的粘度大以及它的灰碳成分偏高。要使得其燃燒排放的煙塵的濃度符合國家相關規定的1類準則，最基礎的就是要隔絕一切炭黑類的煙塵顆粒。而這一點就要求必須使得絮狀的煙塵顆粒大大降低。尋找根源也就是原材料就是重油的屬性，也就是它的霧化程度和是否在爐內完全燃燒。

使得重油燃燒后煙塵的霧化程度減輕的方法有幾下幾點：

一是使得燃燒的重油的粘度變低。對于怎樣使得燃燒時的溫度處于可以確定的范圍內，就要通過取樣調査測量其對應的粘度值繪制成曲線圖并且依照曲線圖進行嚴格控制。另外，根據有關實驗研究的數據顯示，霧化度是其粘度的0.215次方^{[2]。而且煙塵數量的多少取決于燃燒后產生的焦殼子的直徑大小，同時燃燒的完全程度是否完全又決定了焦殼的直徑。假若所有的環境和條件都是相同的，那么燃燒是否完全是由燃燒使用的重油的粘度決定的，這種粘度值與霧化后顆粒的程度成正比。}

二是要使用各項性能好并且結構優秀的油槍

設備。油槍中不同的運轉參數以及它們的結構，都會影響它們的霧化程度和質量。所以，要想確定它們的質量，就要用各種不同的方式進行不同的具體實驗，對運作參數與結構的最佳化進行核實確立。

要降低產生的煙霧中所含的碳黑類與剩余型的煙塵顆粒的比例，就要確保燃燒爐里有最平衡狀態的C0₂和0₂含量，還有要使得其中的燃油與空氣處于最佳的組合，這樣才能確保燃燒爐內充分混合進而燃燒。

對于使得焦殼類與剩余類煙塵變得成分少的方法，最根本的是提高燃燒油滴的速度。那么保溫、防止漏風以及操控平衡空氣含量并且盡可能對其加熱，當這些都能做到時，燃燒爐內的溫度自然就會變高。從而達到根本的方法。

最后為了使C0₂和0₂的產生量變低，可以通過用添加重油添加劑的方式達到再次使油滴霧化的目的。

那么，通過以上的方法，再進行燃燒時，取得排出的煙霧再次進行調查得到，其中的濃度還有煙塵量都大大降低了。說明這些技術對于改善這方面有很大的作用。使得排放量都通過了國家的相關規定。