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為了能把煙氣結(jié)露的問題說清楚,首先讓我們來了解燃料的燃燒過程,以及煙氣結(jié)露的條件。
燃燒是指燃料在溫度升高時發(fā)生的一種劇烈氧化反應(yīng)。這里的燃料主要指各種碳?xì)浠衔铮–XHY)。 當(dāng)燃料溫度升高燃燒過程發(fā)生時,燃料中的碳-碳或碳-氫鍵斷裂而釋放出熱能。以下是碳?xì)浠衔锶剂显诳諝庵邪l(fā)生燃燒的化學(xué)方程式:
CXHY+bO2+(79/21)bN2=xCO2+y/2H2O+(79/21)bN2
方程式中 b=x+(y/4)為碳?xì)浠衔?CXHY 燃燒時需要的氧量。
需要注意的是:燃燒過程中,通常燃料不可能很純凈,不純的燃料在燃燒過程中會形成SO2或SO3等。
燃燒過程中,燃料中的氫與空氣中的氧進(jìn)行反應(yīng)一定會形成H2O,高溫下以水蒸氣的狀態(tài)存在。燃料中都含有氫,不同燃料(碳?xì)浠衔铮┲械摹皻?碳”比例是不同的,所以燃燒后,煙氣中的水份含量不同。如果以天然氣為燃料,煙氣中的水份含量可高達(dá)25%;褐煤要比無煙煤燃燒后的水份含量高。
煙氣中水蒸氣開始凝結(jié)的溫度稱為露點。實際燃燒過程產(chǎn)生煙氣的露點溫度,其高低與很多因素有關(guān)。煙氣中的水蒸氣含量多即水蒸氣分壓高,則露點溫度高。燃料中的含硫量高,則露點溫度也高。燃料中硫燃燒時生成二氧化硫,二氧化硫進(jìn)一步氧化成三氧化硫。三氧化硫與煙氣中的水蒸氣生成硫酸蒸氣,硫酸蒸氣的存在,可使露點大為提高。燃料中的含硫量高,則燃燒后生成的SO2多,如果此時過量空氣系數(shù)增加,則SO2轉(zhuǎn)化成SO3的數(shù)量越多。如果煤中含1%的硫,燃燒后的煙氣中就可能會產(chǎn)生600ppm(約1700 mg/m3)的SO2。如果煙氣中的水份含量為10%,SO3的含量達(dá)到為10ppm 時,煙氣的露點溫度就會達(dá)到約135度。
還有,不同的燃燒方式、不同的燃料、以及燃料中不同的重金屬含量(即使燃料含硫量相同)等都會使煙氣的露點溫度發(fā)生改變。
為了袋式除塵器的正常運行,除塵器的運行工況溫度必須高于煙氣露點溫度20°C以上!煙氣一旦在濾袋上結(jié)露,就會造成濾袋上粉塵層糊袋和板結(jié),造成除塵布袋運行阻力迅速上升,影響系統(tǒng)的正常運行。更有甚者,煙氣中的SO3會與水發(fā)生不可逆的反應(yīng)而生成硫酸 H2SO4。硫酸將不斷扮演干燥劑角色在濾袋或粉塵上霧狀結(jié)聚,隨后對濾袋和設(shè)備金屬部件進(jìn)行氧化腐蝕。如果要使 H2SO4 再轉(zhuǎn)換成氣態(tài),溫度必須升到315度以上才有可能。
因此,在對燃燒過程尾部煙氣進(jìn)行凈化時,必須注意控制好煙氣的溫度,防止的煙氣的結(jié)露。