تقدم هذه الورقة تقنية جديدة للاحتراق في الأفران الصناعية، وتحقق هذه التقنية تحسنًا كبيرًا في الحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات.
تنقسم الأفران الصناعية بشكل أساسي إلى نوعين من أفران الصهر والمعالجة الحرارية.يتم استخدام الأول لتكرير وصهر الصب، في حين يستخدم الأخير للتسخين والمعالجة الحرارية للقضبان قبل المعالجة.معظم الوقود المستخدم لتسخين المعادن هو الغاز الطبيعي أو غاز المدينة، والذي يجب تغذيته في الهواء بواسطة منفاخ الهواء لدعم الاحتراق.كما نعلم جميعًا، يتكون الهواء من النيتروجين الذي يمثل 78%، والأكسجين الذي يمثل 21% (وحوالي 1% من الغازات النبيلة).النيتروجين، الذي ليس له أي تأثير احتراق، يصبح عائقًا، والذي لا يؤخر سرعة التسخين فحسب، بل يزيل أيضًا الحرارة الموجودة في غاز المداخن، مما يزيد من المشاكل البيئية.بعد سنوات من البحث والتطوير، اخترعت مجموعة Linde الألمانية تقنية احتراق الأكسجين النقي في درجة حرارة منخفضة (LTOF)، وهي مناسبة للصهر والصهر والمعالجة الحرارية للمعادن غير الحديدية مثل الفولاذ والنحاس والألومنيوم.
- إدخال تقنية احتراق الأكسجين النقي بدرجة حرارة منخفضة (LTOF) في الأفران الصناعية
التأثيرات الرئيسية لتقنية احتراق الأكسجين النقي هي:
(1) لا يدخل النيتروجين إلى الفرن؛
(2) لا يوجد نيتروجين يزيل الحرارة في غاز المداخن؛
(3) زيادة كفاءة نقل الحرارة بالإشعاع.
(4) يبقى غاز المداخن لفترة أطول في الفرن، وذلك لتحسين تأثير نقل الحرارة؛
(5) نظرًا لعدم وجود النيتروجين في الغاز الداعم للاحتراق، فإن تأثيره ضئيل على حماية البيئة عند تفريغه؛
(6) يصل تأثير دعم الاحتراق للأكسجين النقي إلى 77%، بينما يصل معدل دعم الاحتراق الجوي إلى 23% فقط.
- مزايا لهب موقد الأكسجين النقي ذو درجة الحرارة المنخفضة (LTOF) في الفرن الصناعي
الهدف من تطوير تكنولوجيا احتراق الأكسجين النقي بدرجة حرارة منخفضة (LTOF) هو تحسين قدرة ذوبان وكفاءة العاكس.يسمح موقد LTOF الفريد لغاز المداخن من فرن التصريف بالدخول إلى منطقة خلط الموقد، مما يخفف تركيز الأكسجين في الجزء الأمامي من الموقد ويبطئ معدل تفاعل الاحتراق، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة اللهب بحيث تكون قريبة من اللهب من احتراق الهواء والوقود.تعمل خصائص لهب احتراق الأكسجين النقي LTOF على جعل درجة الحرارة في الفرن أكثر تجانسًا، والقضاء على النقاط الساخنة المحلية، وتقليل استهلاك الوقود، وتقليل انبعاثات غاز المداخن، وتحسين معدل استرداد المعادن.مقارنة بين احتراق الهواء واحتراق الأكسجين النقي في درجة حرارة منخفضة، من بينها احتراق الهواء، وقوة الموقد 311 كيلو واط، وتبريد الماء 231 كيلو واط، والمتوسط المقاس باستمرار في الألومنيوم المنصهر هو 1131 درجة مئوية، وتدفق الحرارة 79 كيلو واط / م 2. درجة حرارة منخفضة احتراق الأكسجين النقي، قوة الموقد 257 كيلو واط، تبريد الماء 66 كيلو واط، القياس المستمر للألمنيوم بمتوسط قيمة 1152 درجة مئوية، التدفق الحراري 79 كيلو واط / م2.
- شكل اللهب من موقد الأكسجين النقي ذو درجة الحرارة المنخفضة LTOFفرن صناعييعتبر الاحتراق الخالي من اللهب هو الأكثر فعالية
(1) يمكن أن يقلل من انبعاث أكاسيد النيتروجين بنسبة 90%؛
(2) بالمقارنة مع احتراق الأكسجين النقي المتجدد أو العادي، فإن الاحتراق عديم اللهب هو الأقل حساسية لتسرب الهواء، ولا يوجد تغيير كبير في إنتاج أكاسيد النيتروجين.متوسط استهلاك الطاقة والتوازن الحراري لتقنية احتراق الأكسجين النقي LTOF في عاكس ذوبان سبائك الألومنيوم 28 طن.
وقت النشر: 30 أكتوبر 2018