由于粗顆粒質(zhì)量大,不_燃燒的幾率大于細(xì)顆粒,易在一電場沉降,因而普遍認(rèn)為含碳量應(yīng)按照電場依次降低分布。從上面試驗(yàn)結(jié)果來看,所取灰樣含碳量呈依次升高趨勢。通過對灰樣進(jìn)行粒度分級,發(fā)現(xiàn)同樣存在這樣的問題,同樣粒徑范圍內(nèi)含碳量隨電場分布成逆向分布,依次升高。
飛灰中的未燃碳形成原因在燒結(jié)過程中, 固定碳的燃燒為形成液相和其他反應(yīng)的進(jìn)行提供了必要的熱量和氣氛條件, 對燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響。燃燒層的溫度一般在 1100 左右, 廢氣中CO、CO 2共存。
燒結(jié)料中的碳在溫度達(dá)到 700 以上即著火燃燒, 發(fā)生下列反應(yīng):2C+ O 2 = 2CO( 1)C+ O= CO 2( 2)2CO+ O 2 = 2CO 2( 3)CO 2 + C= 2CO( 4) 煤燃燒過程的形態(tài)轉(zhuǎn)化煤粉顆粒燃燒時體積經(jīng)歷膨脹和收縮兩個過程: 揮發(fā)份逸出煤粉顆粒表面開始燃燒, 煤粉顆粒體積受熱膨脹, 隨著揮發(fā)份的消耗, 煤粉體積開始減小, 在縮小到初始粒徑的 1. 5倍左右時, 進(jìn)入固定碳燃燒階段。顆粒粒徑隨燃燒逐漸減小, 成為粉煤灰; 另外一部分膨脹變大的顆粒, 由于未能及時收縮到初始粒徑大小_被彈離沸騰層, 形成比煤粉初始粒徑大的顆粒, 進(jìn)入除塵器并被收集下來, 由于其中的固定碳尚未燃盡, 形成的飛灰含碳量相對較大<2>。煤燃燒過程的形態(tài)轉(zhuǎn)化如 所示。
碳的燃燒時間占煤燃燒時間的 90% , 當(dāng)可燃物絕大部分都燃盡以后, 尤其是灰分熔融掩蓋了剩余的焦炭, 形成碳的不_燃燒。
影響因素
通過對上述試驗(yàn)結(jié)果及燒結(jié)生產(chǎn)過程研究分析發(fā)現(xiàn), 造成含碳量逆向分布的原因有以下幾方面:
( 1) 收塵條件影響當(dāng)燒結(jié)機(jī)頭含塵煙氣進(jìn)入電除塵器, 在被收集過程中,由于生產(chǎn)工藝自身的缺陷, 收塵條件反生變化, 顆粒間碰撞次數(shù)和強(qiáng)度都會增加, _終使大顆粒破碎成無數(shù)小顆粒, 形成小碳粒在后電場被收集下來, 形成含碳量逆向分布。
( 2) 粉塵比電阻影響試驗(yàn)對上述三單位的灰樣的比電阻測測定, 結(jié)果飛灰中未燃碳越多, 電除塵器的效率越低, 說明未_燃燒的炭粒比飛灰_難收集。煙氣進(jìn)入除塵器后大顆粒很容易荷電吸附在極板上, 原來的電荷立即被中和, 大顆粒在帶上與極板極性相同的電荷后, 一部分形成二次揚(yáng)塵; 一部分大顆粒飛向后電場被收集下來, 或者在過程中碰撞破碎成小顆粒被收集, 形成逆向分布。
( 3) 燒結(jié)工藝影響混合料裝入臺車后, 經(jīng)點(diǎn)火、抽風(fēng), 使燒結(jié)過程開始。燒結(jié)杯解剖表明, 抽風(fēng)燒結(jié)過程有明顯的分層性。燒結(jié)礦層、燃燒層、預(yù)熱干燥層、過濕層、混合料層在點(diǎn)火后依次出現(xiàn)。
隨著時間推移, 各層向下移動, 后依次消失, _后剩下的全是燒結(jié)礦層。燒結(jié)料中水分影響燒結(jié)混合料中加入_量的水是為了混料成球, 提高料層的透氣性。大多數(shù)為游離水, 褐鐵礦中含有較多的結(jié)晶120燒結(jié)機(jī)頭電除塵器不同電場飛灰含碳量分布規(guī)律的研究水。游離態(tài)水量的變化會改變生石灰的使用量; 燒結(jié)料中的結(jié)晶水分解溫度比水分蒸發(fā)溫度高得多。結(jié)晶水分解要吸收熱量, 會使燒結(jié)溫度降低, 需適當(dāng)增加混合料配碳量。
燒結(jié)料層透氣性影響垂直燒結(jié)速度的大小, 受燃料反應(yīng)性和抽風(fēng)中氧量及風(fēng)速的影響較大, 與抽入料層的風(fēng)量成正比。確切的說, 垂直燒結(jié)速度取決于燒結(jié)過程中的透氣性, 燒結(jié)過程中的透氣性同燒結(jié)過程各層的透氣性變化密切相關(guān), 而與原始透氣性無關(guān)。燒結(jié)過程中料層的透氣性不斷變化, 氣流在料層中的不均勻分布會造成不均勻的垂直燒結(jié)速度, 而不均勻的垂直燒結(jié)速度又會加重不均勻的氣流分布?;旌狭贤笟庑圆?, 從側(cè)板附近抽入的空氣大于理論空氣需要量的空氣_會很多, 風(fēng)速偏離設(shè)計(jì)風(fēng)速, 造成燃料燃燒不_, 導(dǎo)致進(jìn)入除塵器的未燃碳的增加。燒結(jié)料層中的氣氛性質(zhì)燒結(jié)料層中的氣氛性質(zhì)對燒結(jié)各反應(yīng)有重要影響。根據(jù)在氧化帶內(nèi)碳粒燃燒的機(jī)理, 在碳粒表面附近, 存在 CO 濃度高, O2 和 CO 2濃度較低的還原氣氛。而遠(yuǎn)離燃料顆粒的地方, 則氣氛還原性減弱或?yàn)檠趸缘?。這種情況, 在燃料顆粒過大時尤為明顯, 因此, 希望燃料粒度< 3mm, 部分含量> 70% , 且在混合料中分布均勻。
電除塵器運(yùn)行情況影響燒結(jié)機(jī)機(jī)頭飛灰特性, 尤其是其中粉塵比電阻特性對除塵設(shè)備有影響, 對國內(nèi)幾家大型燒結(jié)廠考查時發(fā)現(xiàn)機(jī)頭電除塵器運(yùn)行電壓都較低, 運(yùn)行不穩(wěn)定, 大多 42- 62KV, 高壓電源的 VA 特性隨煙氣溫度變化而變化; 二次電流很小甚至為零。如果除塵器前部電場不能正常運(yùn)行, 必然導(dǎo)致后面電場飛灰粒度和含碳量偏高。這也是含碳量逆向分布的影響因素之一。