重油燃烧器在非正常运行工况下的烟尘污染及调整措施

2016-04-26 15:02:45

 

重油或渣油燃烧器的运行性能非常重要，如果调试不好，有可能造成燃烧效率下降和大量的烟尘污染。本文曾对二台进口油炉（油燃烧器也进口）在燃用高粘度重油时排烟处烟尘浓度及排尘量进行了测试，结果如表1所示：

表1 高粘度重油时排烟处烟尘浓度及排尘量进行了测试数据
项目	油炉出口	排烟温度	除尘及烟道	烟囱出口	环保一类地区
排灰量 浓度	1066KG/周 363mg/Nm3	(181℃) —	235KG/周 —	831KG/周 283mg/Nm3	293.8KG/周<100mg/Nm3

对于如何对烟尘解析，就要通过用燃油炉里的烟尘作为样本。而且，燃油炉里的关键点不是整个炉子而是有特定的部位的，即处于末梢部位的通风机的前面和后面的排烟管。因为样品的比例少而且是类似丝絮的感觉，对于样品的集聚比列来说，就要通过称重然后再进行一定方法的计算得到，根据这种方法，得出样品的比值是0.28。

 

对上文提到的计算方法，我们这里进行详细的名称说明，即PW-2400型X射线荧光光谱分析仪与CH分析仪。

利用这些测试仪测出的数据绘成表2。很多S0₃大部分存在于燃烧的烟尘中，其原因有两点：一是燃烧后排出的烟的温度比酸露点的温度低得多；二是燃烧的油中的S成分比较多。当使用粘度比较高的重油提供给油炉作为燃料时，燃烧以后排放出的烟尘里仅有比重为0.0723到0.1698的完全燃尽的烟尘，而大部分的成分都由没有完全燃尽的碳所占了。

 

表2 两种重油烟尘灰样成份特性分析结果表 项目 含碳量 S03量 V205量 水份量 灰份量 备注 1#灰 57.15% 28.50% 1.17% 5.95% 7.23% 引风机前烟道内取灰样 2#灰 45.03% 30.90% 1.31% 5.78% 16.98% 引风机后烟道内取灰样

 

根据以上的结论可得知，由于燃炉轻油比重油的粘度少很多，所以在燃烧重油时需要同时减轻其粘度并且让其温度得到升高，这样就能够很大的完善重油燃烧后的烟雾雾气化。不过要是将重油和轻油相比的话可以得到，轻油的粒径比较细一些，重油的粒径就比较大一点。

除此之外，外表固体化与聚集并且缩小的现象会发生在这样的过程中，即当油炉高温度燃烧重油时产生的雾化性油滴，又经过油炉再次燃烧蒸发形成了油蒸汽进而转变为了焦壳的整个过程。

要使焦壳膨胀变大直至成为大的泡泡，必须要其内部的气压变高达到一定的气压值；而气压值的升高又要以气化的油滴的温度为基础，只有当它的温度增高时’重油才会转化成油滴；最后都要依赖燃烧炉内相对的气流之间传递热量以及较高温度的烟雾气体的辐射才能进一步执行上述的两个步骤。当全部完成这些步骤的时候，焦壳在膨胀变大到极限程度的时候，爆炸分裂就会发生，焦壳和其中的未燃烧的或者燃烧的气体液体就会被释放到空气中，并且在空气中产生了燃烧的过程。

而对于丝絮形状的没有实心的细小烟尘的产生过程，是由于焦壳中的气体液体和空气没有完全融合所以无法充分燃烧化为灰烬。这种微粒状的烟雾颗粒质量轻，拥有100到300微米的体积，因为它们的体内已经由于膨胀发泡不再是实心的了。它们也被成为剩余型的、没有完全燃烧的焦壳。

重油燃烧后形成的类似粉状的灰尘颗粒大概占空气中的比例为70mg/Nm^{3是因为轻油的灰尘量比它的少很多。由重油产生的CH化合物中的某些化合物如果变成了碳黑类烟尘，是基于在高温中缺少氧气造成的，而缺氧的情况则较多的发生在空气不仅稀薄而且其中含有高浓度的油雾的环境下。}

综上所述，我们可以了解到为什么会形成焦壳以及它产生的影响后果。首先焦壳的产生是由于使用含有粘度较高的重油作为燃炉的燃料，使得其排出的烟尘变成丝状絮状的焦壳。其次对于后果则是加大了燃烧完全的难度，而具体的原因是由于重油中的粘度大以及它的灰碳成分偏高。要使得其燃烧排放的烟尘的浓度符合国家相关规定的1类准则，最基础的就是要隔绝一切炭黑类的烟尘颗粒。而这一点就要求必须使得絮状的烟尘颗粒大大降低。寻找根源也就是原材料就是重油的属性，也就是它的雾化程度和是否在炉内完全燃烧。

使得重油燃烧后烟尘的雾化程度减轻的方法有几下几点：

一是使得燃烧的重油的粘度变低。对于怎样使得燃烧时的温度处于可以确定的范围内，就要通过取样调査测量其对应的粘度值绘制成曲线图并且依照曲线图进行严格控制。另外，根据有关实验研究的数据显示，雾化度是其粘度的0.215次方^{[2]。而且烟尘数量的多少取决于燃烧后产生的焦壳子的直径大小，同时燃烧的完全程度是否完全又决定了焦壳的直径。假若所有的环境和条件都是相同的，那么燃烧是否完全是由燃烧使用的重油的粘度决定的，这种粘度值与雾化后颗粒的程度成正比。}

二是要使用各项性能好并且结构优秀的油枪

设备。油枪中不同的运转参数以及它们的结构，都会影响它们的雾化程度和质量。所以，要想确定它们的质量，就要用各种不同的方式进行不同的具体实验，对运作参数与结构的最佳化进行核实确立。

要降低产生的烟雾中所含的碳黑类与剩余型的烟尘颗粒的比例，就要确保燃烧炉里有最平衡状态的C0₂和0₂含量，还有要使得其中的燃油与空气处于最佳的组合，这样才能确保燃烧炉内充分混合进而燃烧。

对于使得焦壳类与剩余类烟尘变得成分少的方法，最根本的是提高燃烧油滴的速度。那么保温、防止漏风以及操控平衡空气含量并且尽可能对其加热，当这些都能做到时，燃烧炉内的温度自然就会变高。从而达到根本的方法。

最后为了使C0₂和0₂的产生量变低，可以通过用添加重油添加剂的方式达到再次使油滴雾化的目的。

那么，通过以上的方法，再进行燃烧时，取得排出的烟雾再次进行调查得到，其中的浓度还有烟尘量都大大降低了。说明这些技术对于改善这方面有很大的作用。使得排放量都通过了国家的相关规定。