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【技术】辊道窑烧制陶瓷过程中NOx的排放分析及治理

杏耀-杏耀平台-杏耀登陆_杏耀注册网址 时间:2019年11月26日 10:52

  针对陶瓷行业NOx排放问题,笔者选取了作为“陶都”的佛山市对其能耗、数量较大的辊道窑进行测试及分析,得出NOx排放数据,进而分析及提出治理方法。分析得出生产同产品的辊道窑燃用天然气较燃用其他燃料生成的NOx低,选用天然气作为燃料有利于降低NOx排放。

  近日,国家环境保护部发布公告,对GB25464-2010《陶瓷工业污染物排放标准》进行了修改完善,总体来说,稍微放宽了先前的限值指标参数。但全国各地窑炉数量庞大,排放管理水平参差不齐,其污染物排放不容忽视。

  燃烧生成的NOx主要有三个来源:热力NOx、燃料NOx及快速NOx。在陶瓷行业中,由于原料的特殊性,还可能产生物料NOx。

  热力型NOx是指燃烧用空气中的N2在高温下氧化生成的氮氧化物,其生成速率与燃烧温度有很大的关系。根据阿累尼乌斯方程,对于某一活化能一定的反应,随着反应温度的升高,反应速率常数随之增大。当T1400℃时,热力型NOx的生成速率极慢;,而当T1400℃时,反应速率明显加快。热力型NOx的生成量受温度、局部高温和过剩系数影响。

  燃料型NOx是指由化学结合在燃料中的有机氮化物热分解后,和氧化合而生成的NOx。燃料型的生成和破坏比较复杂,简单来说燃料中氮的含量与炉内过剩空气量是其形成的主要影响因素。在燃料无法改善的条件下,降低过剩空气系数是控制燃料型NOx转化与生成的最主要措施。

  快速型NOx主要是在高温富燃火焰中由碳氢化合物与N2快速反应生成,在空气过剩系数小、低温条件和燃烧产物停留时间较短的情况下,这种反应尤其明显。快速型NOx由于其生成量较少,一般被忽视;但在陶瓷行业,其连续烧制的工艺特点及减排水平的提高,使得总NOx生成量下降到较低水平,此时,快速型NOx的生成量不容忽视。

  物料型NOx可以理解为在燃烧加热过程中,杏耀平台代理物料中的含氮化合物加热分解生成的NOx。此定义是针对陶瓷行业排放物的一种新定义NOx类别,由我司合作测试单位提出,其生成机理与影响因素有待进一步研究。字面上理解是由于原材料中含氮化合物在加热过程中出现的不稳定分解,主要受原材料的成分影响。

  根据笔者公司市场调研数据,佛山市现有陶瓷炉窑中,辊道窑数量较多,其燃料消耗总量占所有陶瓷炉窑的80%以上,故本文以辊道窑为对象进行分析;其中辊道窑使用的燃料主要为天然气和煤转气。

  本文选取了两条素烧窑、一条釉烧窑作为典型案例。佛山市某陶瓷厂A与某陶瓷厂B均采用辊道窑烧制陶瓷素坯,A、B窑分别使用天然气、煤转气作为燃料;某陶瓷厂C采用辊道窑烧制陶瓷釉面,使用天然气作为燃料。通过烟气抽样分析,A、B、C窑烟气中的O2及NOx含量见表1。

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  文章标签:陶瓷烧制过程
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