Zabezpečenie úplného spaľovania grafitového ropného koksu je zložitý proces zahŕňajúci viacero krokov. Ropný koks, vedľajší produkt pri rafinácii ropy, má vysoký obsah uhlíka, síry a prchavých látok, vďaka čomu je jeho spaľovanie náročnejšie ako uhlie. Nedokonalé spaľovanie má za následok plytvanie energiou, toxické emisie, ako je oxid uhoľnatý (CO) a zvyškový nespálený uhlík.
Na dosiahnutie úplného spaľovania musí byť súčasne splnený klasický princíp spaľovania „3T + 1E“, prispôsobený charakteristikám ropného koksu. Nasledujúce sú kľúčové podmienky na zabezpečenie úplného spaľovania grafitového ropného koksu:
I. Základné princípy spaľovania (3T + 1E)
1. Teplota
Dostatočne vysoká teplota: Teplota pece sa musí udržiavať dostatočne vysoká (zvyčajne nad 1200 stupňov), aby sa zabezpečilo, že častice ropného koksu sa rýchlo zahrejú na svoj bod vznietenia (ropný koks má vysoký bod vznietenia, približne 450 – 600 stupňov) a udržia sa stabilná spaľovacia reakcia.
Rovnomerná teplota: Rozloženie teploty v peci by malo byť čo najrovnomernejšie, aby sa predišlo lokalizovaným-zónam s nízkou teplotou, ktoré by inak viedli k neúplnému spaľovaniu ropného koksu v týchto oblastiach.
2. Čas
Dostatočný čas zotrvania: Častice ropného koksu a ich prchavé zložky musia zostať v zóne vysokej{0}}teploty dostatočne dlhý čas, aby sa zabezpečilo úplné spálenie. Vzhľadom na nízky obsah prchavých látok v ropnom koksu je spaľovanie primárne zamerané na spaľovanie pevného uhlíka, čo je relatívne pomalý proces.
Opatrenia: Zabezpečte primeranú dráhu a trvanie spalín v rámci pece optimalizáciou konštrukcie pece a nastavením polohy a uhla horáka. V kotloch s fluidným lôžkom možno na predĺženie doby zotrvania častíc použiť cirkuláciu materiálu.
3. Turbulencie
Dostatočné miešanie vzduchu: Toto je jedna z najkritickejších podmienok. Na zabezpečenie dôkladného a rýchleho premiešania častíc vzduchu a ropného koksu je potrebné zabezpečiť silné turbulencie.
Opatrenia:
Racionálna distribúcia vzduchu: Využite segmentovaný prívod vzduchu (napr. primárny, sekundárny a terciárny vzduch). Primárny vzduch sa používa na stabilizáciu vznietenia a fluidizácie (vo fluidnom lôžku), zatiaľ čo sekundárny vzduch, hlavný spaľovací vzduch, sa vstrekuje vysokou rýchlosťou, aby sa vytvorila silná turbulencia a zabezpečilo sa zmiešanie s horľavinami.
Optimalizujte dizajn horáka: Použite vírivé horáky alebo špeciálne navrhnuté trysky na vytvorenie silných recirkulačných zón a vírov na zlepšenie miešania. Zabezpečte dostatočný priestor v peci: Poskytnite dostatočný priestor na miešanie vzduchu a paliva.
4. Prebytočný vzduch
Optimálny pomer prebytočného vzduchu: Poskytnite o niečo viac vzduchu, ako je teoretický objem vzduchu, aby sa zabezpečilo, že každá častica paliva bude mať prístup ku kyslíku. Treba sa však vyhnúť nadmernému prebytku vzduchu, pretože to zníži teplotu pece, negatívne ovplyvní účinnosť spaľovania a zvýši tepelné straty spalín a tvorbu oxidu síry.
Regulačný rozsah: Pre ropný koks je obsah kyslíka v spalinách zvyčajne regulovaný medzi 2,5 % a 4,5 % (špecifická hodnota závisí od vlastností zariadenia a paliva), čo zodpovedá pomeru prebytočného vzduchu približne 1,15 až 1,25.
Zhrnutie: Kontrolný zoznam na zabezpečenie dostatočného spaľovania
Príprava paliva: Je ropný koks mletý na dostatočnú jemnosť? Je kŕmna surovina stabilná?
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 stupňov alebo 850-950 stupňov pre CFB)?
Čas: Zabezpečuje konštrukcia pece dostatočný čas zotrvania?
Turbulencia/miešanie: Používa sa stupňovitý prívod vzduchu? Je sekundárny vzduch dostatočne silný na to, aby prenikol do spalín?
Prebytočný vzduch: Riadi sa pomer prebytočného vzduchu v optimálnom rozsahu na základe analýzy spalín (O₂ a CO)?
Monitorovanie kľúčových indikátorov: Sú hladiny CO a obsah uhlíka v popolčeku monitorované v reálnom čase a používajú sa ako základ pre úpravy?
Systematickým plnením vyššie uvedených požiadaviek a zameraním sa na optimalizáciu ťažko{0}}spáliteľných{1} vlastností ropného koksu môžeme maximalizovať jeho úplné spálenie a dosiahnuť vysoko efektívne využitie energie s nízkym-znečistením.
