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常見問題

燒煤鍋爐的主要大氣污染物

發(fā)布日期:2022-07-27 10:16 瀏覽次數(shù):

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燃用煤的工業(yè)分析 


煤的化學(xué)成分決定了煤的常規(guī)特性,可以作為分析煤的著火、燃燒性質(zhì)和對鍋爐工作影響的依據(jù)。在分析煤的常規(guī)特性對鍋爐工作的影響時,通常依據(jù)工業(yè)分析結(jié)果,主要包括煤的揮發(fā)分、水分、硫分以及灰渣熔融性等幾個方面。


煤的揮發(fā)分由各種硫氫化合物和一氧化碳等可燃?xì)怏w、二氧化碳和氮等不可燃?xì)怏w以及少量的氧氣所組成。揮發(fā)分是煤的重要成分特性,它可作為煤分類的主要依據(jù),對煤的著火、燃燒有很大的影響。不同揮發(fā)分煤種的發(fā)熱量差別很大,從17000kJ/kg到71000kJ/ kg。燃煤中水分含量對鍋爐運行的影響也很大。煤中水分吸熱變成水蒸氣并隨煙氣排出爐外,增加煙氣量而使排煙熱損失增大,降低鍋爐熱效率,同時使引風(fēng)機(jī)電耗增大,也為低溫受熱面的積灰、腐蝕創(chuàng)造了條件。


灰分是燃煤中的有害成分。灰分含量增加,煤中的可燃成分便相對減少,降低了發(fā)熱量,而且還由排渣帶走大量的物理顯熱。灰分多,鍋爐燃燒也不穩(wěn)定,灰粒隨煙氣流過受熱面,流速高時會磨損受熱面;流速低時將導(dǎo)致受熱面積灰,降低傳熱效果,并使排煙溫度升高?;曳质秋w灰的主要來源。大中型燃煤鍋爐都采用煤粉懸浮燃燒方式,煤中灰分的85%~90%成為飛灰。小型的熱電廠通常采用層燃方式的鏈條爐,煤中的灰分有20%成為飛灰。


燃煤中的可燃硫在燃煤過程中會被氧化成SO2和少量的SO3。硫酸鹽也會受熱分解出數(shù)量更少的自由SO3。煙氣中的SO2對金屬的腐蝕和沾污一般沒有明顯的影響。SO3含量雖然很少,但易與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸氣,將顯著提高煙氣的酸露點溫度,從而在低溫的金屬表面凝結(jié),造成酸腐蝕和沾污。 


發(fā)電廠用煤的質(zhì)量等級是根據(jù)對鍋爐設(shè)計、運行等方面影響較大的煤質(zhì)常規(guī)特性制定的。這些特性包括干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、干燥基灰分Ad、收到基水分Mar、干燥基硫分Sar<1%(第一級)時,酸露點溫度較低;而當(dāng)Sar>3%(超過第二級)時,酸露點溫度急劇上升,容易使硫酸蒸氣凝結(jié)在低金屬面上造成腐蝕。我國煤種多屬于中硫煤,含硫0.5%~1.5%。

 

煙氣成分和煙氣量


1)煙氣成分 燃煤電廠煙氣的主要成分是N2、O2、CO2、SO2、NO2、水蒸氣等。另外還含有較少量的CO、SO3、H2、CH4和其他烴類化合物(CnHm),可表示為:φ(N2)+φ(O2)+φ(CO2)+φ(SO2)+φ(H2O)+φ(CO)+φ(SO3)+φ(NOx)+φ(H2)+φ(CH4)+φ(∑CnHm)=100% 


對于袋式除塵器來說,值得注意的是煙氣中的含氧量、SO3、水蒸氣(H2O)和NOx。過剩的含氧量在高溫下會導(dǎo)致某些濾袋材質(zhì)(例如PPS)的氧化。NO2是很強(qiáng)的氧化劑,并且能氧化大多數(shù)用于過濾的纖維,過高的NOx有時還會造成酸腐蝕。SO3易與水結(jié)合形成硫酸,一般情況下,燃煤中1%的含硫量相當(dāng)于煙氣中產(chǎn)生600mL/m3SO2,而煙氣中一部分SO2與過剩的氧氣反應(yīng)生成SO3。當(dāng)鍋爐煙氣中SO3含量為0.001%時,煙氣的酸露點即可達(dá)到120~140℃。


(2)煙氣量 煙氣量主要包括原煤燃燒后的氣態(tài)產(chǎn)物,還包括過剩的空氣量和鍋爐及其附屬設(shè)備的漏風(fēng)。所以,實際產(chǎn)生的煙氣量要大于理論計算的煙氣量。煙氣量還會隨燃料的變化而改變。在除塵器設(shè)計選型時,其處理煙氣量應(yīng)略大于實際產(chǎn)生的煙氣量,一般可附加5%~10%的裕度。


(3)飛灰成分和特性 我國原煤資源豐富,煤種眾多,加上鍋爐的燃燒情況、技術(shù)條件的不同,導(dǎo)致飛灰的理化性質(zhì)差異較大。飛灰的化學(xué)成分主要為SiO2、Al2O3,二者總量一般在60%以上。另外還含有少量的Fe2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、TiO2、P2O5、SO3等。

 


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