黑煙的成分
無論是燃煤或燃油鍋爐，完全燃燒時(shí)煙氣中主要成分是N2、NOX、CO2、O2和H2O，這些氣體都是無色的，即使煙氣中夾帶少量塵粒與水蒸汽凝結(jié)在一起，也應(yīng)該是微白色。形成黑煙，主要是因?yàn)闊煔庵泻泄腆w的碳，黑煙是由很多細(xì)小含碳微粒組成。
產(chǎn)生黑煙的原因
鍋爐燃燒過程中，產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w(如CO、H2、CH4、CmHn等)。正常情況下，這些可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)燃燒，發(fā)出大量熱量被鍋爐受熱面吸收利用，但在鍋爐燃燒調(diào)整時(shí)，常因各種原因造成可燃?xì)怏w不完全燃燒，在高溫條件下，可燃?xì)怏w中的碳原子還原成極細(xì)的炭粒(粒徑一般小于1μm)，其顏色很黑，稱為炭黑，當(dāng)隨煙氣排出時(shí)產(chǎn)生黑煙。
黑煙形成的機(jī)理
燃煤進(jìn)人爐膛后，在火焰的高溫輻射下，首先是水分析出，緊接著是揮發(fā)分析出并裂解為可燃?xì)怏w。揮發(fā)分是以氣態(tài)的形式燃燒的。在揮發(fā)分析出氣化的過程中，會形成對空氣的排擠作用，造成局部地區(qū)空氣不足，難免形成“死角”。由于受爐膛容積熱負(fù)荷下限的制約，爐膛的體積有限。揮發(fā)分氣體在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間很短，僅有幾秒鐘，雖然正常燃燒時(shí)爐膛總的空氣量是過剩的，但氣體燃料仍然難于在這樣短的時(shí)間內(nèi)與空氣充分均勻混合，達(dá)到完全燃燒，所以爐膛出口煙氣中常含有少量可燃?xì)怏w。此后由于溫度較高，可燃?xì)怏w中的碳易還原成極細(xì)小的炭粒。煙氣進(jìn)入水平煙道和豎井煙道后，由于溫度降低和可燃物濃度很低，煙氣中的少量可燃物難以再進(jìn)行燃燒，形成化學(xué)不完全燃燒損失。煤的揮發(fā)分含量越高，揮發(fā)分析出的速度也越快，揮發(fā)分氣化對空氣的排擠作用越明顯。排煙中不完全燃燒的可燃?xì)怏w越多。由于煤的揮發(fā)分主要是重碳?xì)浠衔�，而重碳�(xì)浠衔镌诟邷睾涂諝獠蛔闱闆r下，大部分分解為CO和H2或還原成炭粒。少量的炭黑顆粒就可以形成明顯的黑煙�？梢姡瘜W(xué)不完全燃燒是煙囪黑煙的真正原因。
煙囪冒黑煙的控制處理
1、除塵器處理
炭黑是固體顆粒，其粒徑一般小于 1μm，各種形式和工作原理的除塵器只能有效捕獲粒徑較大的塵粒，對于粒徑很小的炭黑不能有效地捕集，所以，不能避免煙囪黑煙。有人認(rèn)為電除塵器的有效捕捉粒徑在0.01-100μm，但是由于靜電集聚的原因，也無法有效去除黑煙。
2、降低不完全燃燒
主要方式有：
合理選配燃料。
合理配風(fēng)維持****過量空氣系數(shù)。若鍋爐安裝氧量表或二氧化碳表，判斷配風(fēng)是否良好比較容易。若沒有表計(jì)，可通過目測判斷：火焰發(fā)亮白色說明風(fēng)量過大，應(yīng)減少配風(fēng)量：火焰發(fā)暗發(fā)紅甚至出現(xiàn)黑煙，說明風(fēng)量不足。當(dāng)配風(fēng)良好時(shí)，火焰呈麥黃色，火焰輪廓清楚。當(dāng)配風(fēng)不良時(shí)，火焰輪廓不清楚、回卷，并出現(xiàn)黑煙。
減少漏風(fēng)加強(qiáng)可燃?xì)怏w與空氣混合。做好對鍋爐的人孔、檢查孔、防爆門、爐膛及水冷壁、過熱器、省煤器穿過爐墻處等漏冷風(fēng)處的檢查和防護(hù)工作。
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