Trong lò nung kiểu thùng, việc tối ưu hóa tỷ lệ không khí cho quá trình đốt cháy thứ cấp chất dễ bay hơi để đạt được cân bằng nhiệt đòi hỏi sự điều chỉnh toàn diện từ năm khía cạnh: tính toán chính xác thể tích không khí, kiểm soát phân bổ không khí theo lớp, điều chỉnh hệ số không khí dư, quản lý áp suất âm bên trong lò và ứng dụng điều khiển tự động. Cụ thể như sau:
I. Tính toán chính xác thể tích không khí
- Yêu cầu về không khí cho quá trình đốt cháy chất dễ bay hơi: Tính toán chính xác lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy hoàn toàn chất dễ bay hơi dựa trên hàm lượng và giá trị nhiệt lượng của nó trong nguyên liệu thô. Chất dễ bay hơi, chủ yếu bao gồm các hiđrocacbon, cần đủ oxy cho các phản ứng đốt cháy của nó.
- Yêu cầu về quá trình đốt cháy cacbon: Xem xét quá trình đốt cháy cacbon cố định trong nguyên liệu thô và tính toán lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy đó. Quá trình đốt cháy cacbon cố định là một trong những nguồn nhiệt quan trọng trong quá trình nung vôi.
- Yêu cầu về lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy lưu huỳnh: Nếu nguyên liệu thô chứa lưu huỳnh, hãy tính toán lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy. Quá trình đốt cháy lưu huỳnh tạo ra các khí như sulfur dioxide, và việc đảm bảo quá trình đốt cháy hoàn toàn là rất cần thiết để giảm lượng khí thải gây ô nhiễm.
II. Điều khiển phân phối không khí theo tầng
- Thiết kế phân tầng luồng khí đốt: Lò nung kiểu thùng thường có nhiều luồng khí đốt, với sự phân bố nhiệt độ và yêu cầu đốt cháy khác nhau trong mỗi luồng. Do đó, cần phải điều khiển tỷ lệ không khí độc lập cho mỗi luồng khí đốt dựa trên đường cong phân bố nhiệt độ của nó.
- Tận dụng không khí được làm nóng trước: Làm nóng trước không khí lạnh thông qua các ống dẫn không khí được làm nóng trước ở đáy hoặc thành bên của lò trước khi đưa vào buồng đốt. Không khí được làm nóng trước có thể tăng hiệu quả đốt cháy và giảm tổn thất nhiệt.
- Điều chỉnh tấm chắn hút vật liệu dễ bay hơi: Lắp đặt các tấm chắn hút giữa các kênh thu gom vật liệu dễ bay hơi và các đường dẫn lửa. Điều chỉnh độ mở của các tấm chắn hút để kiểm soát lưu lượng và vị trí cháy của vật liệu dễ bay hơi, từ đó tối ưu hóa tỷ lệ không khí.
III. Điều chỉnh hệ số không khí dư
- Tạo môi trường oxy hóa trong vùng tiền gia nhiệt: Trong vùng tiền gia nhiệt, đưa một lượng nhỏ không khí sơ cấp vào để tạo môi trường oxy hóa với hệ số dư không khí lớn hơn 1. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đốt cháy hoàn toàn các chất dễ bay hơi và làm tăng nhiệt độ lò.
- Tạo môi trường khử trong khu vực nung: Trong khu vực nung, kiểm soát việc đưa không khí thứ cấp vào để tạo ra môi trường khử với hệ số dư không khí nhỏ hơn 1. Điều này giúp giảm sự cháy oxy hóa của vật liệu và cải thiện chất lượng than cốc đã nung.
- Đốt bổ sung bằng không khí thứ cấp: Đưa một lượng không khí thứ cấp thích hợp vào gần cuối lò để đảm bảo quá trình đốt cháy hoàn toàn các chất dễ bay hơi thoát ra từ vùng tiền gia nhiệt. Điều này giúp nâng cao nhiệt độ tổng thể của lò và kéo dài chiều dài vùng nung vôi.
IV. Quản lý áp suất âm bên trong lò nung
- Điều chỉnh chế độ áp suất âm: Chuyển từ chế độ vận hành áp suất âm trước đây sang chế độ vận hành áp suất âm nhỏ hơn, điều chỉnh áp suất âm trong ống khói lò nung xuống 80–95 Pa. Điều này giúp giảm lượng không khí lạnh đưa vào và giảm thiểu tổn thất nhiệt.
- Kiểm soát cân bằng áp suất âm: Cải thiện sự cân bằng áp suất âm thông qua phương pháp kiểm soát kép liên quan đến các ống nhánh và ống chính. Giảm chênh lệch áp suất âm giữa các ống nhánh và ống chính từ 50 Pa xuống 20 Pa để đảm bảo áp suất âm ổn định trong mỗi làn chữa cháy.
- Điều chỉnh phối hợp áp suất âm và nhiệt độ: Phối hợp điều chỉnh áp suất âm và lưu lượng không khí dựa trên sự phân bố nhiệt độ bên trong lò. Tăng áp suất âm thích hợp ở các khu vực nhiệt độ cao để thúc đẩy tản nhiệt; giảm áp suất âm ở các khu vực nhiệt độ thấp để giảm thiểu thất thoát nhiệt.
V. Ứng dụng của điều khiển tự động hóa
- Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ và áp suất tự động: Thúc đẩy việc ứng dụng hệ thống điều chỉnh nhiệt độ và áp suất tự động để tự động điều chỉnh nhiệt độ và áp suất dựa trên đường cong phân bố nhiệt độ hợp lý trong buồng đốt. Điều này giúp duy trì điều kiện ổn định trong lò và cải thiện hiệu suất nhiệt.
- Tối ưu hóa bằng mô phỏng số: Sử dụng các công cụ mô phỏng số để phân tích trường nhiệt và dòng chảy bên trong lò nung và thực hiện thiết kế chính xác cấu trúc lò nung dựa trên đặc điểm phân bố nhiệt độ và áp suất âm. Tối ưu hóa cấu trúc của các ống dẫn khí và kênh dẫn vật liệu dễ bay hơi để nâng cao hiệu quả đốt cháy vật liệu dễ bay hơi.
- Giám sát trực tuyến và phân tích dữ liệu: Lắp đặt thiết bị giám sát trực tuyến để liên tục theo dõi các thông số như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng không khí bên trong lò. Phân tích dữ liệu được giám sát để điều chỉnh kịp thời tỷ lệ không khí và chế độ áp suất âm, đạt được sự kiểm soát tối ưu cân bằng nhiệt tự thân.
Thời gian đăng bài: 22/04/2026