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多元燃料工業燃燒示範爐系統配置

本體系統:

主要由耐火磚與外層鋼結構所組成,整體共可分為輻射區(Radiant Section)、對流區(Convective Section)和煙氣區(Flue-gas Section)三個區段,具分區控制設計,以及觀測窗和取樣口。

幅射區:

為一垂直下火式燃燒室,最大熱釋放率為300 kWth,燃燒室內徑為0.56 m,高3.05 m。輻射區的五個區段均由鋼製外殼及三層耐火磚所組成,每個區段均配置R-typeK-type熱電偶及觀測窗,可即時量測燃燒室爐壁溫度及觀測火焰型態。

對流區:

由六個鋼外殼區段所組成 ,每個區段均配置K-type熱電偶。因較靠近輻射區,排氣溫度很高,因此先以水冷方式帶走大量的熱量,避免高溫損壞鋼製外殼。對流區下游區段,則因煙道氣溫度已大幅降低,故以氣冷方式逐段降溫。

煙氣區:

煙道氣經過對流區、乾式除硫系統、袋濾式集塵器及熱交換器,最後由煙囪排放至大氣中。

渦漩燃燒器:

燃燒室上方設置一可調式渦旋燃燒器,該燃燒器可適用於固態、液態及氣態燃料。

燃料供應系統:

包括氣體燃料(LPG)、多元液態燃料及粉狀固態燃料供應系統。氣態與液態燃料皆藉由控制閥門開度來調整供應速率;粉狀固態燃料的供應採取氣輸方式,將粉狀固態燃料輸送至燃燒器,使用轉盤式進料機,利用變頻器控制轉盤轉速來調節進料速率,其最大進料量為50 kg/h

乾式除硫系統:

系統設計是以粉狀的氫氧化鈣Ca(OH)2做為吸收劑,與煙氣中硫氧化物反應形成硫酸鈣或亞硫酸鈣,最後再由後方集塵器收集並移除。

袋濾式集塵器:

使用耐高溫二氧化矽防火纖維作為濾材,耐溫可達1000~1260℃

熱交換器:

熱交換器目的在於冷卻煙道氣及移除水汽,熱交換器管線前後均設置一迴流煙道氣取樣點,實務操作上能彈性的依實驗所需調配適當的迴流煙道氣溫度與溼度。

煙道氣迴流系統:

迴流管路分成一次煙道氣(Primary RFG)及二次煙道氣(Secondary RFG)。一次煙道氣作為輸送粉煤的載流氣體,二次煙道氣則與二次空氣及相銜接,實驗中煙道氣與空氣可以任意調整切換。抽取一次煙道氣用之鼓風機為15 hp,抽取二次煙道氣用之鼓風機為10 hp,均可耐溫250 ℃

煙道氣組成分析系統:

Fuji Electric ZRE/ZRJ固定式煙道氣體分析儀,可同步分析煙道氣中的O2 (0~100%, ±0.5%)、CO (0~500ppm;0~5000ppm, ±0.5%)、CO2 (0~20%;0~100%, ±0.5%)、NOx (0~1000 ppm;0~3000 ppm, ±0.5%)、SO2 (0~500 ppm;0~5000 ppm, ±0.5%)等排放濃度。

二氧化碳固碳系統:

利用負載型金屬氧化物或金屬廢棄物為吸收劑,去除CO2之初步評估及篩選,探討負載型金屬氧化物或金屬廢棄物在高溫下以固定床、浮動床及流體化床反應器去除CO2之可行性,再進一步研究操作因子對處理效率的影響,並利用各項分析儀器進行反應前後吸收劑變化之情形。