Het garanderen van een volledige verbranding van grafiet-petroleumcokes is een complex proces dat uit meerdere stappen bestaat. Petroleumcokes, een bijproduct van olieraffinage, bevat veel koolstof, zwavel en vluchtige stoffen, waardoor de verbranding ervan een grotere uitdaging vormt dan steenkool. Onvolledige verbranding resulteert in energieverspilling, giftige emissies zoals koolmonoxide (CO) en resterende onverbrande koolstof.
Om volledige verbranding te bereiken, moet tegelijkertijd aan het klassieke "3T + 1E"-verbrandingsprincipe worden voldaan, aangepast aan de kenmerken van petroleumcokes. De volgende zijn belangrijke voorwaarden voor het garanderen van volledige verbranding van grafietpetroleumcokes:
I. Kernprincipes van de verbranding (3T + 1E)
1. Temperatuur
Voldoende hoge temperatuur: De oventemperatuur moet voldoende hoog worden gehouden (meestal boven 1200 graden) om ervoor te zorgen dat de petroleumcokesdeeltjes snel worden verwarmd tot hun ontstekingspunt (petroleumcokes heeft een hoog ontstekingspunt, ongeveer 450-600 graden) en een stabiele verbrandingsreactie behouden.
Uniforme temperatuur: De temperatuurverdeling in de oven moet zo uniform mogelijk zijn om plaatselijke lage- temperatuurzones te vermijden, die anders zouden resulteren in een onvolledige verbranding van de petroleumcokes in die gebieden.
2. Tijd
Voldoende verblijftijd: Petroleumcokesdeeltjes en hun vluchtige componenten moeten voldoende lang in de hoge- temperatuurzone blijven om volledige verbranding te garanderen. Vanwege het lage gehalte aan vluchtige stoffen in petroleumcokes is de verbranding primair gericht op de verbranding van vaste koolstof, een relatief langzaam proces.
Maatregelen: Zorg voor voldoende rookgasafvoer en duur in de oven door het ovenontwerp te optimaliseren en de positie en hoek van de brander aan te passen. In wervelbedketels kan materiaalcirculatie worden gebruikt om de verblijftijd van de deeltjes te verlengen.
3. Turbulentie
Voldoende luchtmenging: Dit is een van de meest kritische omstandigheden. Er moet voor sterke turbulentie worden gezorgd om een grondige en snelle vermenging van lucht en petroleumcokesdeeltjes te garanderen.
Maatregelen:
Rationele luchtverdeling: Maak gebruik van gesegmenteerde luchttoevoer (bijvoorbeeld primaire, secundaire en tertiaire lucht). Primaire lucht wordt gebruikt om de ontsteking en fluïdisatie te stabiliseren (in een wervelbed), terwijl secundaire lucht, de belangrijkste verbrandingslucht, met hoge snelheid wordt geïnjecteerd om sterke turbulentie te creëren en vermenging met de brandbare stoffen te garanderen.
Optimaliseer het branderontwerp: Gebruik wervelbranders of speciaal ontworpen mondstukken om sterke recirculatiezones en wervels te creëren om het mengen te verbeteren. Zorg voor voldoende ovenruimte: Zorg voor voldoende ruimte voor het mengen van lucht en brandstof.
4. Overtollige lucht
Optimale overtollige luchtverhouding: Zorg voor iets meer lucht dan het theoretische luchtvolume om ervoor te zorgen dat elk brandstofdeeltje toegang heeft tot zuurstof. Overmatige overtollige lucht moet echter worden vermeden, omdat dit de oventemperatuur zal verlagen, de verbrandingsefficiëntie negatief zal beïnvloeden en het warmteverlies door rookgas en de vorming van zwaveloxide zal vergroten.
Controlebereik: Voor petroleumcokes wordt het zuurstofgehalte in het rookgas doorgaans tussen 2,5% en 4,5% geregeld (de specifieke waarde hangt af van de uitrusting en de brandstofkenmerken), wat overeenkomt met een overtollige luchtverhouding van ongeveer 1,15 tot 1,25.
Samenvatting: Controlelijst voor het garanderen van voldoende verbranding
Brandstofvoorbereiding: Is de petroleumcokes voldoende fijn gemalen? Is het voedermiddel stabiel?
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 graden of 850-950 graden voor CFB)?
Tijd: Zorgt het ovenontwerp voor voldoende verblijftijd?
Turbulentie/menging: wordt er getrapte luchttoevoer gebruikt? Is de secundaire lucht voldoende sterk om het rookgas binnen te dringen?
Overtollige lucht: Wordt de overtollige luchtverhouding binnen het optimale bereik geregeld op basis van rookgasanalyse (O₂ en CO)?
Monitoring van sleutelindicatoren: Worden de CO-niveaus en het koolstofgehalte van vliegas in realtime gemonitord, als basis voor aanpassingen?
Door systematisch aan de bovenstaande eisen te voldoen en ons te concentreren op het optimaliseren van de moeilijk-verbrandingseigenschappen van petroleumcokes, kunnen we de volledige verbranding ervan maximaliseren en een uiterst efficiënt,-energieverbruik met weinig vervuiling bereiken.
