窯爐尾氣處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)解析

■　趙寧

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東深圳518055）

窯爐尾氣處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)解析

■趙寧

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東深圳518055）

本文主主要是對(duì)工業(yè)上窯爐尾氣處理中的節(jié)能減排技術(shù)實(shí)施分析和有效的研究，并對(duì)其實(shí)施優(yōu)化最大程度上實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)當(dāng)中窯爐的污染以及最大能耗的可控制性，其中主要需要解決的是窯型與窯體方面結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善，全新的節(jié)能噴嘴的開(kāi)發(fā)研究還有燃燒系統(tǒng)的有效改進(jìn)和經(jīng)常使用的窯爐基礎(chǔ)模型結(jié)構(gòu)的構(gòu)建這些方面的問(wèn)題，研究出低能耗的且低污染的還有其他方面管理的系統(tǒng)。

工業(yè)窯爐尾氣處理節(jié)能減排優(yōu)化實(shí)踐

工業(yè)窯爐主要是以陶瓷和冶金以及石材還有石化這些工業(yè)流程中非常重要的熱工設(shè)備，并且還是能源消耗以及對(duì)于造成環(huán)境污染的重點(diǎn)源頭所在。截止到零五年，我國(guó)有將近一百萬(wàn)臺(tái)的工業(yè)窯爐正常運(yùn)行，其能耗所在全國(guó)工業(yè)能耗中占有33%的比重；對(duì)于我國(guó)工業(yè)窯爐實(shí)施節(jié)能方面的問(wèn)題亟待解決，針對(duì)我國(guó)不斷進(jìn)行工業(yè)化發(fā)展以及積極推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的能夠持續(xù)性發(fā)展均有著非常大的好處。當(dāng)前我國(guó)在絕大多數(shù)的工業(yè)窯爐其外形結(jié)構(gòu)和里面的燃燒系統(tǒng)還有對(duì)熱能應(yīng)用以及絕緣材料設(shè)計(jì)和熱工檢測(cè)以及環(huán)境的保護(hù)和系統(tǒng)的控制方面相比，和國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家還有著一定的差距，從而造成了生產(chǎn)能耗和成本較高，對(duì)環(huán)境污染較重以及產(chǎn)品存在各種質(zhì)量問(wèn)題，所以說(shuō)在工業(yè)窯爐的制造過(guò)程中，對(duì)窯爐尾氣進(jìn)行有效的處理對(duì)節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境有著非常大的意義。

1　窯爐尾氣處理技術(shù)現(xiàn)狀及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展的趨勢(shì)

1.1國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

在發(fā)達(dá)國(guó)家中對(duì)窯爐的尾氣處理技術(shù)理論的研究是特別重視的，并且現(xiàn)在已經(jīng)成功使用CAD和CFD相互結(jié)合這種方式，在理論方面能夠有效的解決窯爐里面在燃燒全程中分析及檢測(cè)方面的問(wèn)題；并且對(duì)于其基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面的工作格外注重，為其在應(yīng)用方面提供切實(shí)可靠的依據(jù)。在工業(yè)窯爐的高溫脈沖燃燒節(jié)能控制技術(shù)當(dāng)中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)燃燒控制系統(tǒng)來(lái)講是當(dāng)前該領(lǐng)域中的熱點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的掌控系統(tǒng)的使用應(yīng)當(dāng)屬于對(duì)控制單元和控制系統(tǒng)二者之間的一種雙向的、數(shù)字化以及分布式地通訊手段，在冶金和石化以及機(jī)械還有汽車等這些領(lǐng)域當(dāng)中組建得到十分廣泛的應(yīng)用。并且近些年來(lái)，源自于德國(guó)的KROM公司逐漸在窯爐燃燒系統(tǒng)的有效掌控方面積極推廣這項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)取得了理想的效果。

1.2我國(guó)國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)層次以及發(fā)展的現(xiàn)狀

由于我國(guó)改革開(kāi)放不斷深入，使我國(guó)在工業(yè)窯爐方面的技術(shù)發(fā)展取得了一定的成績(jī)，但是在整體上的發(fā)展水平，和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家作比較，能夠發(fā)現(xiàn)還有著一定的差距。其中對(duì)于其持續(xù)發(fā)展造成阻礙的原因是綜合熱能超高以及產(chǎn)品的質(zhì)量受到限制，產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)的主要原因就是燃燒系統(tǒng)以及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)這兩個(gè)方面很難再有新的突破?，F(xiàn)在，我國(guó)在窯爐的燃燒還有控制系統(tǒng)方面絕大多數(shù)仍然使用其他國(guó)家的產(chǎn)品，使國(guó)內(nèi)窯爐所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品和國(guó)外產(chǎn)品之間無(wú)法進(jìn)行有效的融合，導(dǎo)致其效果不盡人意。當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)的窯爐基本都是選擇計(jì)算機(jī)與儀表來(lái)對(duì)其進(jìn)行雙重掌控，這種方案盡管為用戶提供一種雙重的保障，但是在成本方面卻是高出了很多，并且在節(jié)能環(huán)保方面也得不到根本的改進(jìn)。

2　社會(huì)市場(chǎng)中的需求分析

我國(guó)屬于一個(gè)能源消耗十分大的國(guó)家，并且我國(guó)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，能源短缺這個(gè)問(wèn)題逐漸成為了限制我國(guó)能源行業(yè)進(jìn)行穩(wěn)定快速發(fā)展的主要原因。當(dāng)前我國(guó)每年需要新建立和完善陶瓷爐在1400多條，石化雅鹿480度座，建材窯爐1900多條，其中石化窯爐480余座，冶金和熱處理窯爐470多座。要是依照49%和49%以及21% 和21%來(lái)選擇工業(yè)窯爐節(jié)能減排手段，其在社會(huì)市場(chǎng)中存在的潛在價(jià)值能夠超過(guò)十億元。經(jīng)過(guò)上文的闡述的數(shù)據(jù)僅僅是單純并且直觀的保守?cái)?shù)字來(lái)進(jìn)行測(cè)算的，相對(duì)來(lái)講，這種項(xiàng)目還能夠具體的應(yīng)用到化工和玻璃制造以及碳素的燒制還有合金的冶煉以及機(jī)械生產(chǎn)和電磁和尾氣的凈化產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，擁有較好的社會(huì)發(fā)展前景。研究的成果在具體應(yīng)用之后能夠形成一種規(guī)?；纳a(chǎn)，聯(lián)動(dòng)效應(yīng)將會(huì)加快我國(guó)的窯爐工業(yè)以及相關(guān)工業(yè)發(fā)展的速度，并且有效的緩解了我國(guó)能源以及環(huán)境污染不斷惡化的問(wèn)題。

3　窯爐尾氣處理技術(shù)的主要內(nèi)容

3.1窯爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化

對(duì)燃燒系統(tǒng)脈沖的掌控和對(duì)其比例的整改針對(duì)低氮排放地燃燒，所選擇的是旋轉(zhuǎn)式氣流形式，并且所參考應(yīng)用的是噴氣式飛機(jī)做選擇的燃燒室的結(jié)構(gòu)原理，一般使用的是CAD、CFD系統(tǒng)相結(jié)合設(shè)計(jì)形式，所設(shè)計(jì)的適用脈沖燃燒技術(shù)與可伸縮式高效噴嘴，適用于CFD軟件模擬噴嘴產(chǎn)生的燃燒組里和空燃比以及現(xiàn)場(chǎng)溫度的分布和壓力的變換以及熱效應(yīng)的效率等，并且在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)噴嘴分布的最佳的形勢(shì)。研究擁有較高效率且節(jié)能的噴嘴將會(huì)在數(shù)字化工業(yè)窯爐實(shí)驗(yàn)裝置與擁有較多功能的燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之上實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)燃燒測(cè)驗(yàn)，以此來(lái)實(shí)施進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)和完善設(shè)計(jì)。

3.2典型工業(yè)窯爐耗能動(dòng)態(tài)模型

建立起多功能燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與數(shù)字化窯爐實(shí)驗(yàn)設(shè)施，提供良好的燃燒環(huán)境和燃燒溫度場(chǎng)以及壓力試驗(yàn)場(chǎng)的基本條件；通過(guò)這種方式來(lái)驗(yàn)證窯爐燃燒熱量的參與體系的準(zhǔn)確性與數(shù)學(xué)模型的精準(zhǔn)程度，以此來(lái)解決用戶所提出相關(guān)技術(shù)問(wèn)題來(lái)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)多點(diǎn)的測(cè)溫儀和溫度傳感器以及溫度控制器等相關(guān)的智能儀器，運(yùn)用CFD軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)窯爐溫度、氣壓以及窯爐內(nèi)部氣氛等參數(shù)的測(cè)試、模擬與分析，建立起工業(yè)窯爐中能耗動(dòng)態(tài)化模型，其中主要是熱能耗，研究其中典型的窯爐能量的消耗狀況，以此來(lái)制定出相應(yīng)的理論指導(dǎo)。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)窯爐尾氣處理技術(shù)的研究和分析，從中可以看出對(duì)工業(yè)上窯爐尾氣處理中的節(jié)能減排技術(shù)實(shí)施分析和有效的研究，并對(duì)其實(shí)施優(yōu)化最大程度上實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)當(dāng)中窯爐的污染以及最大能耗的可控制性，其中主要需要解決的是窯型與窯體方面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、全新的節(jié)能噴嘴的開(kāi)發(fā)研究以及燃燒系統(tǒng)的有效優(yōu)化和常用窯爐的基礎(chǔ)模型結(jié)構(gòu)的構(gòu)建等方面的問(wèn)題，研究出低能耗的、低污染的以及其他方面的管理系統(tǒng)。因此發(fā)展窯爐尾氣處理技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著很大的推動(dòng)作用。

課題編號(hào)：2013BAC13B01-06-02

[1]黃之初,王小明.基于Internet的陶瓷窯爐用戶技術(shù)支撐平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)[J].中國(guó)陶瓷,2013,41(4).

[2]李源,黃之初.基于圖象處理的窯爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].佛山陶瓷,2012, (8):20～22.

[3]閔娟,黃之初.FUZZY-PID控制系統(tǒng)在工業(yè)窯爐控制的應(yīng)用[J].中國(guó)陶瓷工業(yè),2011,(5).

[4]閔娟,黃之初.多變量解耦控制方法[J].控制工程,2012,12(7):125～127.

X5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-359-1