العلم وراء احتراق الفحم في غلايات البخار الصناعية

مقدمة

غلاية صناعية هي محطة طاقة لا غنى عنها, تستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية, صناعة الورق, النسيج, والصناعات الغذائية. كوقود رئيسي, يمكن أن تؤثر كفاءة احتراق الفحم والأداء البيئي بشكل مباشر على تشغيل الغلاية. هذه المقالة سوف تعرض المبادئ العلمية, مرحلة احتراق الفحم في المراجل البخارية الصناعية.

ما هو احتراق الفحم？

احتراق الفحم هو عملية تفاعل كيميائي يتم فيها الكربون, هيدروجين, والعناصر الأخرى القابلة للاحتراق في الفحم تخضع لتفاعلات الأكسدة مع الأكسجين, إطلاق كميات كبيرة من الطاقة الحرارية. يمكن امتصاص الطاقة الحرارية بواسطة الماء الموجود في الغلاية, إنتاج البخار أو الماء الساخن, تطبيق في الإنتاج الصناعي أو التدفئة.

أنواع الفحم المستخدم في المراجل البخارية الصناعية

أنواع الفحم المستخدم في المراجل البخارية الصناعية متنوعة, بما في ذلك أساسا أنثراسايت, الفحم البيتوميني, الليجنيت, إلخ. أنواع مختلفة من الفحم لها قيم حرارية مختلفة, محتويات المادة المتطايرة ومحتويات الرماد, وتؤثر هذه الخصائص بشكل مباشر على كفاءة الاحتراق وانبعاثات الملوثات. على سبيل المثال, يحتوي الأنثراسيت على قيمة حرارية عالية واحتراق مستقر, ولكنه يحتوي على نسبة منخفضة من المواد المتطايرة ويصعب اشتعاله; يحتوي الفحم البيتوميني على نسبة عالية من المواد المتطايرة, مما يجعل الاشتعال سهلا, ولكن أثناء الاحتراق, فهي عرضة لإنتاج دخان أسود.

عملية احتراق الفحم في المراجل البخارية

يمكن تقسيم عملية احتراق الفحم في الغلايات البخارية بشكل عام إلى العمليات أو المراحل التالية.

• مرحلة التجفيف: بعد دخول الفحم للفرن, يقوم غاز المداخن المحيط بتسخين الفحم وسوف تتبخر الرطوبة الموجودة في الفحم.
• مرحلة إطلاق المكونات المتطايرة: عندما ترتفع درجة الحرارة إلى قيمة معينة, سيتم التخلص من المكون القابل للاحتراق في الفحم ويمكن حرق الغاز.
• مرحلة احتراق فحم الكوك: بعد احتراق المكونات المتطايرة, سيتم إطلاق فحم الكوك المتبقي وسيتم حرق فحم الكوك مع الأكسجين, سوف يخرج الكثير من الحرارة.
• مرحلة العادم: بعد احتراق فحم الكوك, يتم تفريغ الرماد المتبقي والكربون المتبقي.

تكنولوجيا الاحتراق في المراجل الصناعية التي تعمل بالفحم

المراجل الصناعية التي تعمل بالفحم استخدام تكنولوجيا الاحتراق المختلفة لتحسين كفاءة الاحتراق وتقليل التلوث.

• تكنولوجيا احتراق مسحوق الفحم: يُطحن الفحم إلى مسحوق ثم يُدخل إلى الفرن, كفاءة الاحتراق لهذه التقنية عالية جدًا وتستخدم على نطاق واسع في الغلايات الكبيرة.
• تكنولوجيا الاحتراق ذات القاعدة المميعة المتداولة: الفحم والهواء الموجود في الفرن في حالة غليان, يمكن أن يكون الوقود والأكسجين على اتصال جيد ثم يحترقان, كفاءة الاحتراق لهذه التكنولوجيا عالية جدًا والتلوث منخفض.
• تكنولوجيا الاحتراق التغويز: يتضمن حرق الفحم في غرفة التغويز, حيث يتم بعد ذلك حرق الغاز الناتج في غرفة احتراق منفصلة. هذه العملية تضمن الاحتراق بدون دخان.

تتأثر كفاءة الاحتراق بعدة عوامل

نوعية الفحم: يتمتع الفحم ذو القيمة الحرارية العالية ومحتوى الرماد المنخفض بكفاءة أعلى

• تقنية الاحتراقعلم الأحياء: تعمل تقنية الاحتراق المتقدمة على تحسين كفاءة الاحتراق وتقليل انبعاثات الملوثات.
• إمدادات الهواء：ويشترط أن الهواء الكافي, ولكن الهواء الزائد سوف يسبب فقدان الحرارة.
• درجة حرارة الفرن: تعتبر درجة حرارة الفرن المرتفعة مفيدة للاحتراق الكامل للفحم.

الانبعاثات الناتجة عن احتراق الفحم

أثناء عملية احتراق الفحم, يتم إنتاج الملوثات المختلفة, مشتمل:

• ثاني أكسيد الكبريت: مشتق بشكل رئيسي من محتوى الكبريت في الفحم, والتي يمكن تخفيضها من خلال أجهزة إزالة الكبريت.
• أكاسيد النيتروجين: تشكلت في ظل ظروف درجات الحرارة العالية, والتي يمكن تقليلها من خلال تقنية الاحتراق المرحلي.
• الجسيمات: تحتوي على الغبار والسخام, والتي يمكن تقليلها من خلال أجهزة إزالة الغبار.

كيفية تحسين كفاءة احتراق الفحم في الغلايات الصناعية

تحسين تكنولوجيا الاحتراق: استخدم تقنية احتراق مسحوق الفحم الفعالة أو تقنية احتراق الطبقة المميعة المتداولة.

أناتحسين نوعية الفحم: استخدم الفحم الذي يحتوي على رماد أقل وقيمة حرارية عالية.

صيانة المعدات: فحص وصيانة معدات الاحتراق بانتظام.

تثبيت حماية البيئة معدات: تثبيت كفاءة إزالة الكبريت, معدات نزع النتروجين وإزالة الغبار.

خاتمة

يعد احتراق الفحم مصدر طاقة هامًا للغلايات البخارية الصناعية. ولكن يجب تحسين كفاءة احتراق الفحم والأداء البيئي للفحم بشكل مستمر. إذا استخدمنا تكنولوجيا الاحتراق المتقدمة, تحسين نوعية الفحم وتركيب معدات حماية البيئة, يمكننا تحسين كفاءة الاحتراق, تقليل التلوث, تعزيز التنمية المستدامة للإنتاج الصناعي. إذا كان لديك أي احتياجات, فلا تتردد في الاتصال بنا في أي وقت.