由于环境保护的需要,现代陶瓷窑炉在选择燃料方面应着重考虑用清洁燃料。
清洁燃料包括:柴油、煤油、天然气、液化石油气、焦炉煤气、水煤气及发生炉冷煤气。
1、柴油及煤油
A、柴油用作清洁燃料其优点是:运输及贮存比较简便,设备投资少,热值高而稳定,粘度较小,较易雾化,发热温度高达2080~2100℃。
缺点是:价格高,凝点较高的柴油在较冷的环境中使用时需要加热。在选用柴油时应注意其含硫量,如含硫量过高,将会影响陶瓷产品品质并腐蚀设备及管道、污染环境。
B、煤油用作清洁燃料其优点是:低位热值比轻柴油稍高约42.8~43.5MJ/kg。它是清洁燃料中的上品,不凝固,粘度比轻柴油更小,更易雾化。
缺点是:闪点不低于40℃,否则使用不安全,另外价格太高。
2、天然气及液化石油气
A、天然气作为燃料其燃烧特性如下:
(1)因其主要成分为甲烷,所以燃烧特性取决于甲烷。甲烷与空气混合物的着火浓度范围很窄,在5%~15%。因此,在燃烧过程中对缺氧很敏感,同时也减少了回火的危险性。
(2)甲烷的火焰传播速度很小。其常温、常压下最大可见火焰传播速度不到1.0m/s。因而燃烧较为缓慢。天燃气属于低火焰传播速度的燃气。比较容易发生脱水。
(3)天燃气的发热温度约2000~2040℃,对于各种陶瓷产品几乎都可满足要求的烧成温度,即使用常温空气。————-液化石油气烧嘴
(4)天燃气与空气混合良好时其火焰黑度很小,为液化石油气的二分之一弱,比液体燃料的黑度更低得多。然而对于现代陶瓷窑炉来说,火焰辐射传热不占重要地位。一般都使用高速烧嘴,为无焰燃烧,几乎没有火焰。
(5)天燃气的理论空气量大,约为7.8~11.2Nm3/Nm3,因此对烧嘴混合性能要求高,也就是说1Nm3,天然气要能很好地与多于7.8~11.2Nm3的空气混合。————-液化石油气烧嘴
(6)天燃气的碳/氢质量比(3.0~3.2)比液体燃料(6.0~7.4)或固体燃料(10~30)低得多。因此燃烧产物中含H2O较多。
B、液化石油气作为燃料有如下几个特点:
(1)热值很高,是气体燃料中最高的。
(2)理论空气量高达24~30Nm3/Nm3,因此,助燃空气与之混合完全比天燃气更为困难。可以用空气或烟气先冲稀液化石油气,然后使用。但用空气稀释时,不得在着火浓度范围内以防爆炸。通常规定液化石油气体积浓度必须高于着火浓度范围上限的1.5倍。
(3)火焰传播速度低,燃烧缓慢,但较天燃气快一些。
(4)纯净。一般含硫少,是烧制高档陶瓷产品的优质燃料。————-液化石油气烧嘴
(5)密度较大,约为同温度及压力下的空气的1.5~2.0倍,泄漏时往下沉,易与空气混合达到着火浓度范围内,遇火发生爆炸。
(6)一般液化石油气蒸气压较高。在37.8℃时约为0.9~1.5Mpa。这作为气体燃料是有利的。但在使用中必须要求气化站减压阀良好,以保证安全。
3、焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气
焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气这些人造气体燃料是由煤炭气化制成,又统称为煤制气。
A、焦炉煤气
焦炉煤气的平均组成为:
H246%~61%CO4.0%~8.5%CH421%~30%CmHn1.5%~3.0%
CO21.0%~4.0%N23.6%~26%O20.3%~1.7%
干煤气的低热值为13.2~19.2MJ/Nm3,属于中热值燃气,其发热温度高约为2100~2130℃。由于含氢高,故火焰传播速度比天然气和液化石油气大,其常温、常压下最大火焰传播速度约为1.5m/s。焦炉煤气的着火范围也较大,下限约为6%,上限约为31%。焦炉煤气能够满足现代陶瓷窑炉各种烧成温度的要求,而且燃烧快,不易脱水,但回火的爆炸危险较大一些。
B、水煤气
水煤气是将水蒸气与赤热焦炭中的碳产生下列反应而生成的燃气
H2O+C=CO+H22H2O+C=CO2+2H2
生成的CO、CO2又产生下列反应
CO+H2O=CO2+H2CO2+C=2CO
由反应式可以看出,水蒸气被碳还原后生成的CO和H2的分子数是相等的,因此,水煤气的理论组成是:CO50%,H250%,理论低热值是11.78MJ/Nm3,水煤气也属中热值燃气,其发热温度高达2200℃左右。
C、发生炉煤气
我国在现阶段,常压固定床发生炉冷煤气很适合陶瓷窑炉使用,因为这种煤制气虽然属于低热值燃气,但对于一般烧成温度不太高的陶瓷产品烧成,还是完*够满足的。————-液化石油气烧嘴
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