煙室氣體分析儀中的SO2傳感器
越來越多的企業(yè)在煙室安裝了高溫煙氣在線分析儀,用以監(jiān)測窯內(nèi)的通風和燃燒狀況。通常安裝的模塊有:O2、CO和NO。這三個組分非常重要,O2和CO用以表征窯內(nèi)的通風大小,NO用以表征火焰溫度的高低。但是工采網(wǎng)建議企業(yè)再多裝一個傳感器,就是SO2傳感器。
(1)SO2可表征窯內(nèi)的局部還原氣氛
局部還原氣氛不同于窯內(nèi)整體通風小。窯內(nèi)整體通風可用過剩空氣系數(shù)表示,指的是窯內(nèi)實際通風量與窯頭煤完全燃燒所需要空氣的比例。
局部還原氣氛則是指在窯內(nèi)局部產(chǎn)生了還原性氣氛,通常是由于燃料與料層接觸產(chǎn)生的,比如窯頭火焰太寬、形狀不穩(wěn)定,導(dǎo)致火焰局部與料層接觸;或部分煤粉沉降到料層等,這時燃料被包裹到熟料中后就會在該位置產(chǎn)生還原氣氛。
局部還原氣氛的危害包括引起硫酸鈣的大量分解,一方面導(dǎo)致硫內(nèi)循環(huán)加劇,可能引起過渡帶結(jié)圈、窯尾結(jié)圈、煙室結(jié)皮等;另一方面,局部燃燒可能會導(dǎo)致飛沙料加劇,以及影響熟料質(zhì)量;除此,因硫酸鈣分解吸熱,而SO2和CaO的結(jié)合等又放熱,影響了窯內(nèi)的溫度分布。
那么如何判斷是否有局部的還原氣氛呢?
首先想到的就是CO濃度,因為煤粉不完全燃燒肯定會產(chǎn)生CO,因此認為可以用煙室的CO濃度來表征。但實際上有時候CO無法表征局部的還原氣氛,原因就是含CO、O2的煙氣在向窯尾流動的過程中,會發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致CO被消耗,因此從煙室位置可能測不出來CO,但不代表一定沒有局部的還原氣氛。
這個時候我們有兩個方法可以表征局部的還原氣氛,都和局部還原氣氛導(dǎo)致硫酸鈣的分解有關(guān)。
其一,直接檢測煙室的SO2濃度。
這是最簡單、直接、快捷的方法。當發(fā)現(xiàn)煙室氣體分析儀測出來的O2正常,CO正?;虿徽?,SO2很高,就說明有局部的還原氣氛出現(xiàn)了;當然,當O2自身偏低,窯內(nèi)整體通風偏小的時候,SO2也會很高。
其二,檢測C5下料管熱生料的硫含量。
因為硫酸鈣分解后,形成的SO2還會在分解爐內(nèi)與CaO結(jié)合,因此就會導(dǎo)致入窯生料的SO3含量顯著增加。通常我們用下料管SO3含量與熟料SO3含量的比值來表征。當這個比值超過2.5后(硫在窯內(nèi)的揮發(fā)率>0.6),就表示存在硫酸鈣的大量分解,可能是局部還原氣氛或者整體通風不好。需要說明的是,硫的揮發(fā)率正常是0.3-0.6,與硫堿比、窯內(nèi)煅燒溫度均有關(guān),但關(guān)系最大的還是氣氛。
(2)SO2可以用來表征是否有替代燃料落入煙室
越來越多的企業(yè)開始采用替代燃料。替代燃料給水泥窯帶來的挑戰(zhàn)之一就是大尺寸的替代燃料會直接落入煙室,導(dǎo)致硫酸鈣大量分解,硫結(jié)皮加劇。
此時,如果煙室有SO2煙氣的在線檢測,即可馬上看出來是否存在該問題!
舉個案例:某企業(yè)安裝有煙室的SO2氣體分析儀,當工廠打開煙室上方捅料孔,丟下去大量木塊的時候,SO2就會迅速上漲,而此時CO并沒有明顯變化。
CO變化不明顯的原因可能是即使有替代燃料落下去,導(dǎo)致局部產(chǎn)生CO,但CO可能很快會和O2結(jié)合,導(dǎo)致測出來的CO變化不明顯;除此,煙室的漏風也會導(dǎo)致CO與O2的結(jié)合。
總結(jié)一下,煙室高溫煙氣分析儀安裝SO2氣體傳感器的必要性主要有兩點,一是可以用來表征局部的還原氣氛,二是可以表征是否有替代燃料會落入煙室。因此,建議企業(yè)在安裝氣體分析儀的時候就把SO2傳感器加進來;如果現(xiàn)在已經(jīng)有了在線氣體分析儀,可以多安裝一個SO2傳感器。
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