يعد ضمان الاحتراق الكامل لفحم الكوك البترولي الجرافيت عملية معقدة تتضمن خطوات متعددة. يحتوي فحم الكوك البترولي، وهو منتج ثانوي لتكرير النفط، على نسبة عالية من الكربون والكبريت والمواد المتطايرة، مما يجعل احتراقه أكثر صعوبة من الفحم. يؤدي الاحتراق غير الكامل إلى هدر الطاقة وانبعاثات سامة مثل أول أكسيد الكربون (CO) وبقايا الكربون غير المحترق.
لتحقيق الاحتراق الكامل، يجب تلبية مبدأ الاحتراق الكلاسيكي "3T + 1E" في وقت واحد، وتعديله وفقًا لخصائص فحم الكوك البترولي. فيما يلي الشروط الأساسية لضمان الاحتراق الكامل لفحم الكوك النفطي الجرافيت:
I. مبادئ الاحتراق الأساسية (3T + 1E)
1. درجة الحرارة
درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية: يجب الحفاظ على درجة حرارة الفرن مرتفعة بما فيه الكفاية (عادة فوق 1200 درجة) لضمان تسخين جزيئات فحم الكوك بسرعة إلى نقطة الاشتعال (لفحم الكوك البترولي نقطة اشتعال عالية، حوالي 450-600 درجة) والحفاظ على تفاعل احتراق مستقر.
درجة الحرارة الموحدة: يجب أن يكون توزيع درجة الحرارة داخل الفرن موحدًا قدر الإمكان لتجنب المناطق المحلية ذات درجات الحرارة المنخفضة-، والتي قد تؤدي إلى احتراق غير كامل لفحم الكوك البترولي في تلك المناطق.
2. الوقت
فترة بقاء كافية: يجب أن تظل جزيئات فحم الكوك البترولي ومكوناتها المتطايرة في منطقة درجة الحرارة المرتفعة-لفترة زمنية كافية لضمان الاحتراق الكامل. بسبب المحتوى المتطاير المنخفض لفحم الكوك البترولي، يركز الاحتراق بشكل أساسي على حرق الكربون الثابت، وهي عملية بطيئة نسبيًا.
التدابير: ضمان انتقال غاز المداخن بشكل كافٍ ومدته داخل الفرن عن طريق تحسين تصميم الفرن وضبط موضع الموقد وزاويته. في غلايات الطبقة المميعة، يمكن استخدام دوران المواد لتمديد وقت بقاء الجسيمات.
3. الاضطراب
خلط الهواء بشكل كافي: وهذا من أهم الحالات. يجب توفير اضطراب قوي لضمان الخلط الشامل والسريع لجزيئات الهواء وفحم الكوك.
مقاسات:
توزيع الهواء العقلاني: الاستفادة من إمدادات الهواء المجزأة (على سبيل المثال، الهواء الأولي والثانوي والثالث). يتم استخدام الهواء الأولي لتثبيت الاشتعال والتمييع (في طبقة مميعة)، بينما يتم حقن الهواء الثانوي، وهو هواء الاحتراق الرئيسي، بسرعة عالية لخلق اضطراب قوي وضمان الاختلاط مع المواد القابلة للاحتراق.
تحسين تصميم الموقد: استخدم الشعلات الدوامة أو الفوهات المصممة خصيصًا لإنشاء مناطق إعادة تدوير قوية ودوامات لتعزيز الخلط. تأكد من وجود مساحة كافية للفرن: قم بتوفير مساحة واسعة لخلط الهواء والوقود.
4. الهواء الزائد
نسبة الهواء الزائد المثالية: قم بتوفير هواء أكثر قليلاً من حجم الهواء النظري لضمان حصول كل جزيء وقود على الأكسجين. ومع ذلك، يجب تجنب الهواء الزائد الزائد، لأن ذلك سيؤدي إلى خفض درجة حرارة الفرن، ويؤثر سلبًا على كفاءة الاحتراق، ويزيد من فقدان حرارة غاز المداخن وتكوين أكسيد الكبريت.
نطاق التحكم: بالنسبة لفحم الكوك البترولي، يتم عادةً التحكم في محتوى الأكسجين في غاز المداخن بين 2.5% و4.5% (تعتمد القيمة المحددة على المعدات وخصائص الوقود)، وهو ما يتوافق مع نسبة الهواء الزائدة التي تبلغ حوالي 1.15 إلى 1.25.
ملخص: قائمة مرجعية لضمان الاحتراق الكافي
تحضير الوقود: هل يتم طحن فحم الكوك البترولي إلى درجة كافية من النعومة؟ هل مادة التغذية مستقرة؟
Temperature: Is the furnace temperature sufficiently high and uniform (>1200 درجة أو 850-950 درجة لCFB)؟
الوقت: هل يضمن تصميم الفرن مدة بقاء كافية؟
الاضطراب/الاختلاط: هل يتم استخدام إمداد الهواء المرحلي؟ هل الهواء الثانوي قوي بما يكفي لاختراق غاز المداخن؟
الهواء الزائد: هل يتم التحكم في نسبة الهواء الزائد ضمن النطاق الأمثل بناءً على تحليل غاز المداخن (O₂ وCO)؟
مراقبة المؤشرات الرئيسية: هل يتم رصد مستويات ثاني أكسيد الكربون ومحتوى الكربون من الرماد المتطاير في الوقت الحقيقي، واستخدامها كأساس للتعديلات؟
من خلال تلبية المتطلبات المذكورة أعلاه بشكل منهجي والتركيز على تحسين خصائص فحم الكوك البترولي -التي يصعب-احتراقها، يمكننا تحقيق أقصى قدر من الاحتراق الكامل وتحقيق كفاءة عالية، ومنخفضة-استخدام الطاقة الملوثة.
