窯爐尾氣處理技術的研究現狀及發(fā)展趨勢解析

■　趙寧

（深圳職業(yè)技術學院廣東深圳518055）

窯爐尾氣處理技術的研究現狀及發(fā)展趨勢解析

■趙寧

（深圳職業(yè)技術學院廣東深圳518055）

本文主主要是對工業(yè)上窯爐尾氣處理中的節(jié)能減排技術實施分析和有效的研究，并對其實施優(yōu)化最大程度上實現工業(yè)企業(yè)當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構的進一步完善，全新的節(jié)能噴嘴的開發(fā)研究還有燃燒系統(tǒng)的有效改進和經常使用的窯爐基礎模型結構的構建這些方面的問題，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備，并且還是能源消耗以及對于造成環(huán)境污染的重點源頭所在。截止到零五年，我國有將近一百萬臺的工業(yè)窯爐正常運行，其能耗所在全國工業(yè)能耗中占有33%的比重；對于我國工業(yè)窯爐實施節(jié)能方面的問題亟待解決，針對我國不斷進行工業(yè)化發(fā)展以及積極推動我國國民經濟的能夠持續(xù)性發(fā)展均有著非常大的好處。當前我國在絕大多數的工業(yè)窯爐其外形結構和里面的燃燒系統(tǒng)還有對熱能應用以及絕緣材料設計和熱工檢測以及環(huán)境的保護和系統(tǒng)的控制方面相比，和國外的發(fā)達國家還有著一定的差距，從而造成了生產能耗和成本較高，對環(huán)境污染較重以及產品存在各種質量問題，所以說在工業(yè)窯爐的制造過程中，對窯爐尾氣進行有效的處理對節(jié)能減排和保護環(huán)境有著非常大的意義。

1　窯爐尾氣處理技術現狀及其國內外發(fā)展的趨勢

1.1國外相關產品技術的發(fā)展狀況

在發(fā)達國家中對窯爐的尾氣處理技術理論的研究是特別重視的，并且現在已經成功使用CAD和CFD相互結合這種方式，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方面的問題；并且對于其基礎實驗方面的工作格外注重，為其在應用方面提供切實可靠的依據。在工業(yè)窯爐的高溫脈沖燃燒節(jié)能控制技術當中，對于現場總線技術燃燒控制系統(tǒng)來講是當前該領域中的熱點內容。對現場總線的掌控系統(tǒng)的使用應當屬于對控制單元和控制系統(tǒng)二者之間的一種雙向的、數字化以及分布式地通訊手段，在冶金和石化以及機械還有汽車等這些領域當中組建得到十分廣泛的應用。并且近些年來，源自于德國的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技術，同時取得了理想的效果。

1.2我國國內相關技術產品的開發(fā)層次以及發(fā)展的現狀

由于我國改革開放不斷深入，使我國在工業(yè)窯爐方面的技術發(fā)展取得了一定的成績，但是在整體上的發(fā)展水平，和國外發(fā)達國家作比較，能夠發(fā)現還有著一定的差距。其中對于其持續(xù)發(fā)展造成阻礙的原因是綜合熱能超高以及產品的質量受到限制，產生這個問的主要原因就是燃燒系統(tǒng)以及優(yōu)化節(jié)能控制技術這兩個方面很難再有新的突破。現在，我國在窯爐的燃燒還有控制系統(tǒng)方面絕大多數仍然使用其他國家的產品，使國內窯爐所生產出來的產品和國外產品之間無法進行有效的融合，導致其效果不盡人意。當前我國國內的窯爐基本都是選擇計算機與儀表來對其進行雙重掌控，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。

2　社會市場中的需求分析

我國屬于一個能源消耗十分大的國家，并且我國經過長期的發(fā)展，能源短缺這個問題逐漸成為了限制我國能源行業(yè)進行穩(wěn)定快速發(fā)展的主要原因。當前我國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%來選擇工業(yè)窯爐節(jié)能減排手段，其在社會市場中存在的潛在價值能夠超過十億元。經過上文的闡述的數據僅僅是單純并且直觀的保守數字來進行測算的，相對來講，這種項目還能夠具體的應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械生產和電磁和尾氣的凈化產品生產領域，擁有較好的社會發(fā)展前景。研究的成果在具體應用之后能夠形成一種規(guī)模化的生產，聯動效應將會加快我國的窯爐工業(yè)以及相關工業(yè)發(fā)展的速度，并且有效的緩解了我國能源以及環(huán)境污染不斷惡化的問題。

3　窯爐尾氣處理技術的主要內容

3.1窯爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化

對燃燒系統(tǒng)脈沖的掌控和對其比例的整改針對低氮排放地燃燒，所選擇的是旋轉式氣流形式，并且所參考應用的是噴氣式飛機做選擇的燃燒室的結構原理，一般使用的是CAD、CFD系統(tǒng)相結合設計形式，所設計的適用脈沖燃燒技術與可伸縮式高效噴嘴，適用于CFD軟件模擬噴嘴產生的燃燒組里和空燃比以及現場溫度的分布和壓力的變換以及熱效應的效率等，并且在此基礎之上設計和開發(fā)噴嘴分布的最佳的形勢。研究擁有較高效率且節(jié)能的噴嘴將會在數字化工業(yè)窯爐實驗裝置與擁有較多功能的燃燒實驗平臺之上實施現場燃燒測驗，以此來實施進一步的結構和完善設計。

3.2典型工業(yè)窯爐耗能動態(tài)模型

建立起多功能燃燒實驗平臺與數字化窯爐實驗設施，提供良好的燃燒環(huán)境和燃燒溫度場以及壓力試驗場的基本條件；通過這種方式來驗證窯爐燃燒熱量的參與體系的準確性與數學模型的精準程度，以此來解決用戶所提出相關技術問題來提供實驗平臺。通過多點的測溫儀和溫度傳感器以及溫度控制器等相關的智能儀器，運用CFD軟件，來實現窯爐溫度、氣壓以及窯爐內部氣氛等參數的測試、模擬與分析，建立起工業(yè)窯爐中能耗動態(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，以此來制定出相應的理論指導。

4　結束語

通過對窯爐尾氣處理技術的研究和分析，從中可以看出對工業(yè)上窯爐尾氣處理中的節(jié)能減排技術實施分析和有效的研究，并對其實施優(yōu)化最大程度上實現工業(yè)企業(yè)當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構優(yōu)化、全新的節(jié)能噴嘴的開發(fā)研究以及燃燒系統(tǒng)的有效優(yōu)化和常用窯爐的基礎模型結構的構建等方面的問題，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對我國經濟發(fā)展有著很大的推動作用。

課題編號：2013BAC13B01-06-02

[1]黃之初,王小明.基于Internet的陶瓷窯爐用戶技術支撐平臺的總體設計[J].中國陶瓷,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)設計[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)窯爐控制的應用[J].中國陶瓷工業(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[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-359-1