基于质能平衡的套筒对烧石灰窑碳排放计算与分析

工业废气的资源化利用对节能减排具有重大意义.以燃烧高炉煤气的套筒对烧石灰窑为主体,使用实际生产中的数据,依托METSIM软件模拟了套筒对烧石灰窑的生产工艺流程.结果表明:基于质能平衡分析,计算出套筒对烧石灰窑的能量效率为65.42%;当过量空气系数在1.0~1.3呈线性增加时,套筒对烧石灰窑的能量效率与碳排放量成正比;当过量空气系数大于1.3时,燃料燃烧完全,但部分未参与燃烧反应的空气带走大量燃烧热,导致能量效率和碳排放降低;当过量空气系数为1.3时,套筒对烧石灰窑应用高炉煤气、电石尾气及天然气的能量效率分别为71.17%,76.72%和76.04%,CO_(2)排放量分别为15770.99,12090.96和8672.02kg/h.从节能减排的角度出发,使用电石尾气或天然气代替高炉煤气作为套筒对烧石灰窑的燃料更为理想.

套筒对烧石灰窑燃烧电石尾气和高炉煤气的对比分析

燃料消耗是影响套筒对烧石灰窑(Annular shaft kiln with opposite burners,OBASK)节能减排的重要因素。为了提高OBASK的能效,减少碳排放,本文从燃料种类出发,基于METSIM软件对比分析燃料为高炉煤气和电石尾气时,OBASK的能量效率、燃料成本以及CO_(2)排放量在数值上的差异。结果表明:当燃料用电石尾气替代高炉煤气时,OBASK的能量效率提高了4.77%;燃料消耗大幅减少,仅为原来的30%;生产每吨石灰CO_(2)排放减少了325.01 kg。因此,套筒对烧石灰窑采用电石尾气作为燃料的方案,在实现工业副产有效利用的同时,还增加了经济利益和环保收益。

套筒对烧窑新型燃烧室内电石尾气的燃烧特性

通过建立流动、燃烧和辐射换热三维耦合数学模型,研究电石尾气在套筒对烧窑新型燃烧室内的燃烧特性,并考察过量空气系数对燃烧情况的影响.结果表明,电石尾气燃烧产生的烟气受到挡火墙的阻挡,形成强烈的漩涡,火焰高温区出现在挡火墙的内侧.随着过量空气系数的增加,燃料燃烧率逐渐变大,但即使过量空气系数增大至1.3,燃烧室出口仍有CO剩余,即少量燃料会随烟气流动到窑膛内燃尽.随着过量空气系数的增加,燃烧室出口平均温度先上升后下降.