在我国钢铁行业的各种工业炉上广泛使用焦炉煤气、混合煤气、转炉煤气和高炉煤气作为燃料,在我国的炼油化工行业广泛使用着炼油工艺中的副产品——瓦斯气作为工艺加热炉的燃料;在我国的石油开采以及其周边地区广泛使用自产的天然气作为各种锅炉、加热炉及工业炉的燃料;在我国的建材行业广泛使用着液化石油气、天然气、发生炉煤气等作为燃料;在我国的工业及民用热水锅炉、采暖锅炉、蒸汽锅炉、中央空调、烘干、焚烧等行业也广泛使用各种液化石油气、天然气、发生炉煤气等作为燃料。一般来说,高热值气体燃料热值高,容易组织燃烧。而低热值的气体燃料热值低、着火难度大,容易造成熄火、燃烧不完全,甚至爆炸,因而对燃烧技术提出了更高的要求,否则就会产生以下问题:
(1)燃烧不完全,能耗高;
(2)影响企业的产品质量、产量;
(3)燃烧产物中的污染物及有毒气体的排放量增加;
(4)燃烧过程中容易熄火、脱火,甚至造成爆炸事故。
煤炭作为一种最普遍最传统的燃料,一直在工业生产中应用。工业上使用煤炭作为燃料主要有两种方式:一种为块状煤、一种为煤粉。块状煤的燃烧效率低、能耗高、污染大、自动化控制难度大,目前正逐渐被淘汰。煤粉的燃烧效率较块状煤高得多,控制较灵活,目前在工业生产中应用较广泛。我国的火力发电行业,还主要用煤粉作发电燃料;我国的水泥、有色金属行业也主要以煤粉作为燃料;我国的钢铁治金行业的全部高炉及部分轧钢加热炉、热处理炉还广泛使用煤粉作为燃料。长期以来,我国的煤炭资源来源广、差别大、煤质又不稳定,给企业的正常使用造成了障碍。由于煤粉在冷态(常温) 情况下是不能直接着火燃烧的,必须用燃油或燃气等作为点火起动燃料,再加上煤粉在低负荷或煤质差时也不容易着火燃烧,因此如果煤粉燃烧器技术水平低,一方面造成煤粉燃烧不充分、能耗高、污染物排放大,甚至出现爆炸等危险;另一方面容易造成企业燃油、燃气(用来作为点火、助燃及低负荷稳燃) 成本消耗大,影响企业的经济效益。
我国是煤炭储量大国,同时也是世界上最大的煤炭消费国,陶瓷窑炉使用燃料多种多样,而煤占燃料总消耗量的2/3,由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低,煤炭资源丰富,分布广泛,可就地取材,所以对大、中、小陶瓷企业,特别是乡镇企业,仍有很大的吸引力。据资料统计,目前仅在日用陶瓷、建筑卫生陶瓷生产企业中就有3000余座燃煤窑炉,达到窑炉总数的70%.据计算,烧天然气的CO2排放量比烧煤炭少45%左右,烧石油比烧煤炭少15%左右。燃烧产生的大量CO2促使地球大气层产生温室效应,造成地球表面温度逐年升高,使人类生态环境受到极大的威胁,人类文明进程中所产生的温室气体的负面作用正威胁着人类本身的生存和发展,现在有多数国家征收煤炭税,即用税收政策来控制CO2的排放量。
我国的煤炭中含硫较多,SO2虽不是温室气体,但却是很有害的气体,它与空气中的水蒸汽结合生成的亚硫酸和硫酸对森林植被、农作物、建筑物、文物古迹、牲畜等一切生物及人类本身都有很大的危害。目前我国每年由于环境污染造成的损失高达380亿元,占国民生产总值的6.75%;大气污染造成的损失高达120亿元,占国民生产总值的1.67%.例如,某村就有多家陶瓷厂,据佛山环保部门的统计仅3家陶瓷厂的SO2排放量就达100.9吨。可见陶瓷窑炉所用燃料含硫较多。
重油作为经济、安全、热值高的燃料,早期在陶瓷窑炉上使用较多,但由于所使用重油的质量越来越差,黏度高、雾化困难、燃烧性能不好、含杂质高、污染产品等,影响了它在陶瓷窑炉中的应用。重油在陶瓷窑炉中燃烧也会产生烟气污染,高标号重油硫含量较高,燃烧时除生成CO2外,同样产生SO2、NOx、CO等有害气体及黑色烟尘,烟尘的主要污染物为碳黑,它是燃料不完全燃烧的产物,原因是重油雾化后温度急剧升高到650℃以上时,重油发生不对称裂化,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒,另外重油油滴蒸发成油气后,高温下缺氧发生热解,产生少量H2的油烟碳粒,这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒、油烟碳粒随烟气排出而形成黑烟,其林格曼黑度一般为4级左右,既不符合国家标准,也造成对环境的污染。 燃烧轻柴油或燃气造成污染轻柴油是动力燃料,由于陶瓷烧成对燃料洁净的要求愈来愈高,故被用作陶瓷窑炉燃料越来越多,只要燃烧完全,排放出的烟尘不多,黑烟、粉尘污染远低于燃煤窑炉,一般也不会对制品产生影响。气体燃料是一种洁净燃料,最适合用于烧制陶瓷,其一般含杂质少,特别是一般不含硫。但这两种燃料的燃烧一样会产生CO2温室气体,特别是会产生NOx,主要是燃料在燃烧过程中和空气中的氧或来自燃料中的氧在高温中氧化生成NOx,NOx的生成速度与燃烧过程中的温度及氧、氮浓度有关,与气体在高温区停留的时间密切相关,停留的时间越长,烟气中的NOx浓度越大。
现代窑炉建筑卫生窑炉陶瓷行业使用的窑炉具有大量许多先进的技术工艺特点。具体分析其特点有:使用了洁净的能源种类与采用了自动化控制高速喷嘴,新型节能型窑炉大量采用了轻质隔热的耐火材料,窑炉涉及未宽断面明焰裸烧型窑炉结构;节能型窑炉更能够适应流行的地位块烧生产方式。古现代的轻质窑墙或全纤维窑墙包围想能都很好,窑外壁温度可降到30到60摄氏度,大大提高了窑炉的热效率,减少窑墙的热污染,同时由于保温性能好,减少热损失,从而减少燃料的损耗。
随着科技不断的发展,窑炉设备不断的改进,燃料的利用率不断提高,清洁型能源逐渐代替化石燃料,不断向绿色节能型窑炉方向发展。
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