حصول اطمینان از احتراق کامل کک نفتی گرافیتی یک فرآیند پیچیده است که شامل چندین مرحله است. کک نفتی، محصول جانبی پالایش نفت، دارای کربن، گوگرد و مواد فرار بالایی است که احتراق آن را چالش برانگیزتر از زغال سنگ می کند. احتراق ناقص منجر به اتلاف انرژی، انتشار سمی مانند مونوکسید کربن (CO) و کربن نسوخته باقیمانده می شود.
برای دستیابی به احتراق کامل، اصل احتراق کلاسیک "3T + 1E" باید به طور همزمان رعایت شود و با ویژگی‌های کک نفتی تنظیم شود. شرایط زیر برای اطمینان از احتراق کامل کک نفتی گرافیتی است:
I. اصول احتراق هسته (3T + 1E)
1. دما
دمای به اندازه کافی بالا: دمای کوره باید به اندازه کافی بالا نگه داشته شود (معمولاً بالای 1200 درجه) تا اطمینان حاصل شود که ذرات کک نفتی به سرعت تا نقطه اشتعال خود گرم می شوند (کک نفتی نقطه اشتعال بالایی دارد، تقریباً 450-600 درجه) و واکنش احتراق پایدار را حفظ می کند.
دمای یکنواخت: توزیع دما در داخل کوره باید تا حد امکان یکنواخت باشد تا از مناطق با دمای پایین محلی جلوگیری شود، که در غیر این صورت منجر به احتراق ناقص کک نفتی در آن مناطق می شود.
2. زمان
زمان ماند کافی: ذرات کک نفتی و اجزای فرار آنها باید برای مدت زمان کافی در منطقه دمای بالا باقی بمانند تا از احتراق کامل اطمینان حاصل شود. با توجه به محتوای فرار کم کک نفتی، احتراق در درجه اول بر روی سوزاندن کربن ثابت متمرکز است، فرآیندی نسبتا کند.
اقدامات: با بهینه سازی طراحی کوره و تنظیم موقعیت و زاویه مشعل، از سفر و مدت زمان کافی گاز دودکش در داخل کوره اطمینان حاصل کنید. در بویلرهای بستر سیال، می توان از گردش مواد برای افزایش زمان ماندگاری ذرات استفاده کرد.
3. آشفتگی
اختلاط کافی هوا: این یکی از بحرانی ترین شرایط است. برای اطمینان از اختلاط کامل و سریع ذرات کک هوا و نفت، تلاطم قوی باید فراهم شود.
اقدامات:
توزیع منطقی هوا: از منبع هوای تقسیم شده (به عنوان مثال هوای اولیه، ثانویه و سوم) استفاده کنید. هوای اولیه برای تثبیت اشتعال و سیال شدن (در بستر سیال) استفاده می شود، در حالی که هوای ثانویه، هوای اصلی احتراق، با سرعت بالا تزریق می شود تا تلاطم قوی ایجاد کند و از اختلاط با مواد قابل احتراق اطمینان حاصل کند.
بهینه سازی طراحی مشعل: از مشعل های چرخشی یا نازل های طراحی شده ویژه برای ایجاد مناطق چرخشی قوی و گرداب ها برای افزایش اختلاط استفاده کنید. اطمینان از فضای کافی کوره: فضای کافی برای مخلوط شدن هوا و سوخت فراهم کنید.
4. هوای اضافی
نسبت هوای اضافی بهینه: هوای کمی بیشتر از حجم هوای نظری فراهم کنید تا اطمینان حاصل شود که هر ذره سوخت به اکسیژن دسترسی دارد. با این حال، از هوای بیش از حد باید اجتناب شود، زیرا این امر دمای کوره را کاهش می‌دهد، تأثیر منفی بر راندمان احتراق می‌گذارد و اتلاف حرارت گازهای دودکش و تشکیل اکسید گوگرد را افزایش می‌دهد.
محدوده کنترل: برای کک نفتی، محتوای اکسیژن در گاز دودکش معمولاً بین 2.5٪ تا 4.5٪ کنترل می شود (مقدار خاص به تجهیزات و ویژگی های سوخت بستگی دارد)، که مربوط به نسبت هوای اضافی تقریباً 1.15 تا 1.25 است.
خلاصه: چک لیست برای اطمینان از احتراق کافی
آماده سازی سوخت: آیا کک نفتی به ظرافت کافی آسیاب شده است؟ آیا مواد خوراک پایدار است؟
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 درجه یا 850-950 درجه برای CFB)؟
زمان: آیا طراحی کوره زمان اقامت کافی را تضمین می کند؟
آشفتگی/اختلاط: آیا از منبع هوای مرحله‌ای استفاده می‌شود؟ آیا هوای ثانویه به اندازه کافی قوی است که به گاز دودکش نفوذ کند؟
هوای اضافی: آیا نسبت هوای اضافی بر اساس تجزیه و تحلیل گازهای دودکش (O2 و CO) در محدوده بهینه کنترل می شود؟
نظارت بر شاخص کلیدی: آیا سطوح CO و محتوای کربن خاکستر بادی به‌عنوان پایه‌ای برای تنظیمات مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
با برآوردن سیستماتیک الزامات فوق و تمرکز بر بهینه‌سازی ویژگی‌های{0}}-سخت سوزاندن کک نفتی، می‌توانیم احتراق کامل آن را به حداکثر برسانیم و به استفاده از انرژی بسیار کارآمد و کم آلودگی- دست یابیم.
