Å sikre fullstendig forbrenning av grafitt petroleumskoks er en kompleks prosess som involverer flere trinn. Petroleumskoks, et biprodukt av oljeraffinering, er høy i karbon, svovel og flyktige stoffer, noe som gjør forbrenningen mer utfordrende enn kull. Ufullstendig forbrenning resulterer i energisløsing, giftige utslipp som karbonmonoksid (CO) og gjenværende uforbrent karbon.
For å oppnå fullstendig forbrenning må det klassiske "3T + 1E"-forbrenningsprinsippet oppfylles samtidig, tilpasset egenskapene til petroleumskoks. Følgende er nøkkelbetingelser for å sikre fullstendig forbrenning av grafitt petroleumskoks:
I. Kjerneforbrenningsprinsipper (3T + 1E)
1. Temperatur
Tilstrekkelig høy temperatur: Ovnstemperaturen må holdes tilstrekkelig høy (typisk over 1200 grader) for å sikre at petroleumskokspartiklene raskt varmes opp til tenningspunktet (petroleumskoks har et høyt tennpunkt, ca. 450-600 grader) og opprettholder en stabil forbrenningsreaksjon.
Ensartet temperatur: Temperaturfordelingen i ovnen bør være så jevn som mulig for å unngå lokaliserte lav-temperatursoner, som ellers ville resultere i ufullstendig forbrenning av petroleumskoksen i disse områdene.
2. Tid
Tilstrekkelig oppholdstid: Petroleumskokspartikler og deres flyktige komponenter må forbli i høy-temperatursonen i tilstrekkelig tid for å sikre fullstendig forbrenning. På grunn av det lave innholdet av flyktige stoffer i petroleumskoks, er forbrenningen først og fremst fokusert på forbrenning av fast karbon, en relativt langsom prosess.
Tiltak: Sørg for tilstrekkelig røykgassvandring og varighet i ovnen ved å optimalisere ovnsdesign og justere brennerposisjon og vinkel. I fluidisert sjiktkjeler kan materialsirkulasjon brukes for å forlenge partikkeloppholdstiden.
3. Turbulens
Tilstrekkelig luftblanding: Dette er en av de mest kritiske forholdene. Det må sørges for sterk turbulens for å sikre grundig og rask blanding av luft- og petroleumskokspartikler.
Tiltak:
Rasjonell luftfordeling: Bruk segmentert lufttilførsel (f.eks. primær-, sekundær- og tertiærluft). Primærluft brukes til å stabilisere tenning og fluidisering (i et fluidisert sjikt), mens sekundærluft, hovedforbrenningsluften, injiseres med høy hastighet for å skape sterk turbulens og sikre blanding med det brennbare.
Optimaliser brennerdesign: Bruk virvelbrennere eller spesialdesignede dyser for å lage sterke resirkulasjonssoner og virvler for å forbedre blandingen. Sørg for tilstrekkelig ovnsplass: Sørg for god plass for luft og drivstoff å blande.
4. Overflødig luft
Optimalt overskuddsluftforhold: Sørg for litt mer luft enn det teoretiske luftvolumet for å sikre at hver brenselpartikkel har tilgang til oksygen. Imidlertid bør overflødig luftoverskudd unngås, da dette vil senke ovnstemperaturen, påvirke forbrenningseffektiviteten negativt og øke varmetapet og svoveloksiddannelsen i røykgassene.
Kontrollområde: For petroleumskoks er oksygeninnholdet i røykgassen typisk kontrollert mellom 2,5 % og 4,5 % (den spesifikke verdien avhenger av utstyr og drivstoffegenskaper), tilsvarende et luftoverskuddsforhold på ca. 1,15 til 1,25.
Sammendrag: Sjekkliste for å sikre tilstrekkelig forbrenning
Drivstoffforberedelse: Er petroleumskoksen malt til tilstrekkelig finhet? Er fôrmaterialet stabilt?
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 grader eller 850-950 grader for CFB)?
Tid: Sikrer ovnsdesignet tilstrekkelig oppholdstid?
Turbulens/blanding: Brukes trinnvis lufttilførsel? Er sekundærluften sterk nok til å trenge inn i røykgassen?
Overskuddsluft: Er overskuddsluftforholdet kontrollert innenfor det optimale området basert på røykgassanalyse (O₂ og CO)?
Nøkkelindikatorovervåking: Overvåkes CO-nivåer og karboninnhold av flyveaske i sanntid, brukt som grunnlag for justeringer?
Ved å systematisk oppfylle kravene ovenfor og fokusere på å optimalisere petroleumskoksens vanskelige-å-forbrenningsegenskaper, kan vi maksimere dens fullstendige forbrenning og oppnå svært effektiv energiutnyttelse med lav-forurensning.
