淺析燃煤鍋爐燃燒過程與減少煙塵污染的處理

余建龍

摘 要：我國屬于能源消耗量較大的國家，尤其是煤炭資源，煤炭資源其主要的使用用途是作為鍋爐燃料進行燃燒，火焰爐是我國主要采用的鍋爐類型，然而火焰爐對資源的消耗是十分巨大的，導致出現資源浪費的現象，且燃燒效率較低。雖然這種方式的燃燒較為方便，但是其具有極大的缺陷，就是燃燒產生的污染物會對環境造成巨大的破壞，為此，文章通過對我國燃煤鍋爐燃燒的現狀進行深入的了解分析，以期能夠為保護環境出一份力。

關鍵詞：燃煤鍋爐；燃燒過程；煙塵污染

1 我國燃煤鍋爐燃燒現狀及原理

我國燃煤鍋爐進行燃燒時，經常會選擇在單獨的燃燒室進行燃燒，與此同時，燃燒占用地的面積較大，而所采用的設備所占據的空間也不小，雖然這種燃燒方式繼承了傳統的燃燒方式的優點，就是能夠直接加入沒有進行加熱的煤炭依然可以保持其燃燒的穩定性，同時其操作具有獨立性，投資少等優點。然而這種燃燒方式對大氣層的污染尤為嚴重，其燃燒原理可以根據化學中木炭燃燒的原理進行分析。在燃燒過程中未能進行燃燒的部分可以產生一氧化碳與少量的氫，給大氣帶來了污染。在一定的溫度條件下，為了使煤炭的燃燒更加充分可以通過控制溫度的方式達到目的。在煤炭進行燃燒的過程中，當溫度上升到一定熱度時，會將煤炭中的水分蒸發，將煤炭中的水分變干后可以保證炭與空氣接觸過程中不會出現易燃情況。

當煤炭中餾分發生揮發現象時，一方面可保護煤炭表面的部分，另一方面也能保持煤炭的干濕性。從而在一定的狀態下，仍可以放出更多的能量。在固定狀況下，這種揮發物能夠形成黃色的明亮的火焰，因此能夠確保煤炭在燃燒過程中處于一種紅熱的狀態，形成一種可燃或者自燃的狀態。當這種可燃物變為煤炭時，可以通過自身的滲透作用，使這種灰燼發生燃燒。這種方法不僅僅有利于提高煤炭的自燃率，還能使煤炭進行充分的燃燒。從我國煤炭鍋爐自燃的現象和其燃燒原理角度來看，我國煤炭鍋爐在燃燒的過程中容易形成灰渣，根據燃燒條件進行分析得知，這種燃燒方式在煤炭風干之后在煤炭分子之間形成縫隙，從而導致煤炭無法充分燃燒，降低了煤炭燃燒的利用率。為此，在使用煤炭鍋爐燃燒使，應當保存煤炭部分的水分，不應將煤炭全部風干，這樣才能保持煤炭燃煤中的利用率有效的提高。留存灰分在煤炭內部，除了有利于煤炭的通風性外，還能使煤炭充分得到利用，從而增加其利用率，一舉兩得。

2 煤炭燃燒時周期性黑煙形成原因分析

在煤炭燃燒時會出現一種煤炭-空氣的工作平臺，這種煤炭-空氣的工作平臺的工作原理主要是指，爐膛的空氣在煤炭放入鍋爐填充口時，進入工作平臺的低側，與煤炭充分接觸后燃燒。煤炭-空氣的工作平臺能夠在煤炭燃燒的過程中產生的一氧化碳跟氧氣反應生成二氧化碳。由于在煤炭燃燒的過程中所產生的反應屬于放熱反應，所放出的熱量能夠將里層的煤炭氧化，使得煤炭繼續得到充分燃燒。在一定的溫度條件下，控制燃燒的溫度，可以促進煤炭的燃燒，而除了這種氧化平臺之外，同時還有另一種還原平臺存在，這種還原平臺則是最下方的一種較為完整的還原層，其作用是將一氧化碳還原為二氧化碳，同時利用煤層對干燥劑的烘干作用，從而形成一種良好的輻射方式。

根據相關的實驗得知，在爐子進行點火的過程中，能夠在最底部產生一種紅光，這種方式能夠起到將底部的煤炭進行干濕的作用，確保煤炭能夠在低溫條件下進行風干，同時能夠促進燃燒過程中的揮發。這種方式雖然屬于一種較好的燃燒方式，但是依然存在著一個致命的缺陷，便是在燃燒的過程中沒有進行充分的燃燒，而這樣的不充分燃燒則會形成一種黑煙。按照這樣情況循環，反復進行煤炭的添加，上一次和這一次的添加時間相同，因此，會形成一張周期性的加煤方式，而且在這種方式進行的情況下，加煤的燃燒的阻力較小，就可以通過燃燒的方式對空氣中的阻力變化進行詳細判斷。將空氣中的自然物在原來的基礎上進行擴散，這兩種方式都會產生一種碳黑，從而起到了加快黑煙形成的情況。以至于煤炭在燃燒過程中沒有得到充分燃燒。因此，需對加入煤炭的量進行控制，防止煤炭燃燒過程中，出現過多的黑煙，而這種方式也能夠起到降低爐膛溫度的效果。所以這種周期性的加煤方式難以進行處理。

3 減少煙塵污染的方法與途徑

3.1 控制燃燒的溫度

煤炭燃燒的過程是一種化學反應的過程，在這個過程中，溫度是可以控制的，通過控制溫度，能夠使煤炭充分燃燒。在添加煤炭的過程中，煤炭在受到一定程度的干燥后，煤炭的燃燒以及處理能夠加快，同時減少了煤炭在燃燒過程中不必要的損失，還增加了現有燃燒過程中煤炭的利用率，將煤炭在加熱過程中的燃燒方式進行改善。但是值得注意的是，也需對煤炭的燃燒時間進行合理控制。如果時間過長，就會降低煤炭的燃燒效率，從而加快了燃燒過程中黑煙的產生，能夠形成一種可燃或者自燃的狀態，而這種可燃物變成煤炭時，可以通過自身具備的滲透效果，使這種灰燼發生燃燒。

為了提高煤炭燃燒過程中因素控制，可以通過選用新的工藝和方法進行改進燃燒過程中的控制因素，通過將煤炭燃燒的過程中的溫度控制進行改進達到目的。這種方式一方面能夠有利于提高煤炭的燃燒效率，另一方面在一定條件下，也能夠確保煤炭充分進行自燃。確保爐膛的透氣性，以及合理安排控制燃燒時間和燃燒的溫度都能夠從根本上有助于提高燃燒的效率，減少黑煙的產生，從而起到節能減排的效果。

3.2 降低燃燒過程中黑煙的形成

綜合相關的實驗結果，根據具體的實踐結果表明：最有效的降低污染的方法就是降低在燃燒過程中產生的黑煙，這是最為直接、可靠的處理方式。可以通過設計一些比較合理的化學工藝，合理的用于燃燒鍋爐的改進過程中，降低黑煙的形成，提高煤炭燃燒的效率。而我們主要是采用分區方式來達到降低煤炭燃燒工程中產生的黑煙。比如說：可以通過運用將爐膛分區的方式，在一區內放入添加的煤炭，二區內放入處于燃燒過程中的煤炭，這樣既能夠將煤炭進行充分的燃燒，又能夠對不同的溫度進行調節。將不同的溫度在不同的區域內使用，同時還需對爐膛的通風透氣性進行管理，對燃燒過程中風速進行控制，提高在燃燒過程中的溫度的控制作用，尤其是將高溫區域控制在一定的溫度內，在二區的煤炭進行充分燃燒后將一區的煤炭轉移至二區。而在爐膛燃燒的整個過程中，在溫度不斷升高之后，調節風速，這樣也同樣能夠起到降低燃燒過程中黑煙形成的效果。

4 結語

綜合本文以上所述，本文主要是通過對煤炭在鍋爐中的燃燒過程進行了簡單分析，對如何提升我國的煤炭燃燒效率的措施進行簡要闡述，同時根據目前我國鍋爐在燃燒過程中出現的現象以及結合煤炭在燃燒過程中的原理，得出目前我國煤炭鍋爐在燃燒過程中對大氣層污染日漸嚴重。針對此種情況，我們提出了能夠有效降低煤炭鍋爐燃燒過程中形成黑煙的方法。其方法主要是通過控制煤炭在燃燒過程可控因素，例如：燃燒過程中的風速，燃燒溫度等。在此基礎上提出新的工藝和方式，能夠做到有效地處理燃燒過程中產生的黑煙，抑制黑煙的形成，提高資源利用率。

參考文獻

[1] 吳智權，蘇天慶.鍋爐運行燃燒優化模型研究及其驗證[J].電源技術應用，2014，03，215.

[2] 梁艷絨.電站鍋爐燃燒工況的特征提取及分析[J].華北電力大學， 2012，12：1-41.