煤水混合物沸腾燃烧技术的前景

本文报导了一项煤水混合物流化床燃烧的新工艺。实验表明,该工艺可以在较高的燃烧效率下稳定地燃用不同等级,不同水份和不同粒度组成的煤水混合物。该工艺还可保证较低的NO_x排放量和有效的脱硫。因此,煤水混合物燃烧技术在处理和利用各工业部门排放的煤水混合物方面有良好的应用前景。     

煤水混合物在流化床燃烧过程中的凝聚结团现象

凝聚结团现象是煤水混合物流化床燃烧取得高效率的基础,本文通过实验考察了各有关因素对煤水混合物凝聚结团过程的影响。研究表明,床温对凝聚结团过程有十分重要的影响,当床温较低时,煤水混合物的结团状况随床温的降低而迅速恶化;就煤水混合物的含水量而言,存在一最佳范围,过低或过高的含水量都将使结团状况恶化;煤水混合物中原煤的颗粒度过大也会使结团质量变差;相比之下,凝聚结团过程受投入粒度的影响则较小。根据初步的实验资料似乎可以认为,所谓凝聚结团过程实质上是煤水混合物在高温流化床内的快速成焦过程。     

利用煤水混合物的凝聚特性 提高燃煤沸腾炉的燃烧效率

本文提出了一种提高燃煤沸腾炉燃烧效率的新方法。该工艺的要旨是:大部分煤的细粉所组成的煤水混合物在投入沸腾炉后能够形成具有一定强度和耐磨性的凝聚团。利用煤水混合物的凝聚结团特性能够增加煤中细粉在沸腾炉内的停留时间,从而大大减少扬析损失,该方法配之以异重流化床技术后,形成了一个完整的工艺。     

煤水混合物流化床燃烧过程的综合数学模型(初定模型)

本文介绍了燃烧实验室所进行的媒水混合物流化床燃烧过程数学模化工作第一阶段的研究结果——初定模型的基本情况。初定模型采用了低耦合程度的模块式结构,它由许多描述煤水混合物流化床燃烧所牵涉到的各个过程的干模型构成。本文重点讨论了初定模型中的四个子模型,即慢气泡流体动力模型,双收缩表面焦碳反应模型、气相物质衡算模型和固相物质衡算模型。初步计算表明,初定模型可以合理地定性描述各有关因素对燃烧过程的影响,且在定量上也有一定的准确性,因而可以作为综合数学模型进一步发展的基础。     

煤粉掺烧污泥的热重及动力学研究

通过热重实验仪,研究了煤粉、污泥及其混合物在不同比例下的燃烧特性。结果表明:单独燃烧时,煤的失重主要受固定碳燃烧的影响,污泥的失重主要受水分析出、挥发性物质析出和燃烧的影响;添加污泥有利于混合物着火,但不利于稳定燃烧,污泥的添加量以不超过30%为宜;随着污泥掺混比的增加,混合物开始失重的温度左移,失重峰的峰值温度与单煤燃烧的接近。燃烧动力学研究表明,煤的活化能为86.79 kJ/mol,高于混合物的任意一个阶段的活化能。混合物燃烧前期(低温段)的活化能小于燃烧后期(高温段)的活化能。     

燃煤流化床多环芳烃生成特性的研究,

在小型程序控温流化床试验台上研究煤燃烧生成多环芳烃的特性.考察了燃烧温度、停留时间、过量空气系数、脱硫剂和金属铁等因素对多环芳烃生成量的影响.结果表明,在实验温度(800～900℃)范围内,流化床燃烧在850℃时多环芳烃生成量最少;多环芳烃生成量随过量空气系数的增加出现了先减少后增加的趋势;添加氧化钙增加了多环芳烃的生成量;少量铁的加入使多环芳烃生成量增加,大量铁则抑制了多环芳烃的生成.     

半焦在内循环流化床中的燃烧特性

在内循环流化床中进行半焦的燃烧实验,研究改变加料量与进风量对床层温度变化及燃烧稳定性的影响。实验结果表明:加料量和进风量改变时,床层温度能够保持稳定,风室阻力压降保持水平,说明半焦在内循环流化床中能够稳定燃烧;同时随半焦进料量增加,生成NO,SO_2,HCl等的质量分数均有不同程度增加。     

鼓泡流态化燃烧气固流态与NOx浓度的关系规律

针对在流化床中密相区的气固流动行为与污染物NOx之间关系规律和影响机制的问题,本文借助鼓泡流化床反应器,研究了准东煤和柏木在不同床内温度、流化风速和给料速率条件下燃烧时烟气中NOx的浓度,并利用功率谱密度分析法分析了流化床内气固流态.结果 表明,随着温度的升高,床内流化气体密度降低,使得床内截面气速增加,鼓泡流态化更加...     

矿井火灾中的火区阻力及节流作用

通过井巷网络火灾的实验研究,发现了巷道中燃烧火焰对风流流动的障碍作用及对节流的影响,在此基础上提出了火区阻力的新概念。火区阻力由烟流膨胀产生的阻力和因风流受到火区火焰的障碍作用产生的局部阻力组成。燃烧实验表明,火区阻力对巷道风流的节流作用明显;节流随火灾的发生而产生,随火势的发展而增强;燃烧规模愈大,节流效应愈明显。研究结果对矿井火灾的模拟计算及指导科学救灾决策有重要的现实意义。     

循环流化床锅炉燃烧系统分析

考虑了循环流化床内气-固两相的流动、煤中挥发份的释放和燃烧、焦炭的燃烧、有害物质的生成与还原、传热等循环流化床锅炉内部进行的主要过程,采用小室模型,并用"环-核"流动结构描述固体颗粒沿径向分布的特性.对某75T/H循环流化床锅炉燃烧情况进行了数值模拟,得出了主要运行参数(循环物料率、温度等)对循环流化床锅炉炉膛燃烧的影响规律.     

细颗粒旋涡流化床实验台的热态试验

目前循环流化床锅炉多数燃用０－８ｍｍ的宽筛燃燃,而对４ｍｍ以下细颗粒煤的燃烧装置的研究甚少。为解决细颗粒燃烧在流化床锅炉中的良好燃烧问题,作者自行设计、安装了一台旋涡流化床实验台,并在实验台上做了冷、热态的试验研究,取得了较可靠的试验数据,为设计和研究细颗粒循环流化床锅炉提供了较可靠的技术依据。     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅰ)——油- 水系统中试研究

在壳程为低粘度流体水,管程为高粘度油品的操作情 况下对扰流子折流杆换热 器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究,并对实验结果和数据进行了分析和关联。对不同长度的扰流子所得到的结果进行了对比,并通过准数关联得出最佳扰流子长度下管程对流传热系数的数学模型。结果表明,在雷诺数为１０２ ～１０３（ 通常高粘度流体在管内的流动状态为层流） ,随着雷诺数的增加,管程加入扰流子后在大部分区域阻力增加的百分率几乎维持恒定值,而管程对流传热系数和换热器的总传热系数增加的幅度却明显提高。说明当管程为高粘度流体时,在管内加入较长的扰流子来强化传热效果较好     

温度影响下的充填料浆大流量管输流态演化

推导了综合雷诺数与料浆温度的数学模型,建立了料浆管道输送L管模型,基于数值模拟研究不同温度、管径及初始流速下的料浆输送阻力损失变化特征.结果表明:随料浆温度升高,综合雷诺数增加,经判断本试验料浆流态均为结构流;利用环管试验数据进行验证,料浆流动模型所测误差为4.9%及5.3%,说明该模型具有合理性与可靠性;随料浆温度升高,料浆输送阻力损失减小;随管径增大,料浆阻力损失降低,变化趋势逐渐减缓,平均减小率分别为24.5%和10.9%,阻力损失"拐点"管径为190 mm;随初始流速增加,料浆输送阻力损失增大,增加趋势随流速增大而变大,平均增长率分别是10.7%和17.7%,存在阻力损失"转折点"流速为2.4 m/s;建议矿山充填管道输送参数选取管径190 mm,初始流速2.4 m/s,温度保持在30～50℃.     

流化床燃烧中煤含灰量对灰渣形成特性的影响

为了研究煤颗粒灰质量分数对煤在流化床燃烧过程中灰渣形成特性的影响,在一台小型流化床反应炉上进行煤的灰质量分数对灰渣形成特性的实验.按煤颗粒的灰质量分数,把义马烟煤分为6个颗粒组,并选用各颗粒组的3个粒径范围的煤颗粒进行燃烧实验,研究煤颗粒的灰质量分数对底渣质量分数、底渣与飞灰中的碳量质量分数和粒径分布的影响.结果表明,随着煤颗粒灰质量分数的增加,燃烧形成的底渣质量分数增加,而煤颗粒的燃尽率和飞灰中的碳质量分数都降低.在粒径和燃烧时间相同的条件下,随着颗粒灰质量分数的增加,底渣中留在本粒径档的颗粒质量分数明显增加,而细颗粒的质量分数明显减少.而颗粒灰质量分数对飞灰的粒径分布没有明显的影响.     

幂律流体在螺旋管内的流动特性分析

能源开采利用过程中所涉及的流体绝大多数为非牛顿幂律流体,分析幂律流体在螺旋管内的流动特性,可为工业生产提供理论参考。文章选取6种尺寸螺旋管模型,以幂律流体黄原胶溶液为介质,对绝热边界条件下管内流动特性进行数值模拟,对比分析不同工况下沿程阻力系数λ的变化趋势,探讨多个因素对流动特性的影响规律。结果表明:螺旋管内流体层流流动时,λ随雷诺数增加而减小,其减小的趋势随着雷诺数增加逐渐趋于平缓;螺旋管内流体湍流流动时,λ随相对粗糙度增加而增加,在相对粗糙度较小时,λ值先随雷诺数增加而减小,后随雷诺数增加而增加;相较于无量纲螺距,螺旋管曲率变化对流动阻力的影响更明显;矩形截面螺旋管道中,幂律流体层流、湍流流动所产生的λ均远大于当量直径相同的圆形截面螺旋管道。     

浓煤浆管道输送压力损失计算及相似与模化研究

本文分析了可作为燃料直接燃烧的宾汉体浓煤浆的流变特性,及主要流动参数:点速分布、剪切应力、浆体平均流速和流量、压力损失梯度。浓煤浆在管道中以各种流态流动时都具有流动规律的相似性。运用相似理论获得表达其流动共性特征的准则关系式,及保证模型管流与原型管流现象相似所需的定性准则和相似模化条件。得出两者各主要流动参数间关系式。论证了可用模型管道浓煤浆流动模拟工业管道浓煤浆流动。为估算工业管道主要流动参数数据提供较经济方便手段。     

无烟煤与烟煤混煤燃烧性能的热重实验研究

利用热天平对由燃烧性能相差较大的烟煤和无烟煤掺混得到的混煤的燃烧性能进行了实验研究,计算了不同掺混比下混煤的燃烧动力学参数;并根据不同配比下混煤实验曲线的变化规律,提出了衡量煤从开始燃烧到燃尽这一过程平均燃烧速率的指数ＧＦ;对不同配比下煤的ＧＦ值进行了计算。ＧＦ的变化趋势表明,混煤的燃烧性能随烟煤比例的增加而增加。     

巷道火灾燃烧过程热动力与热阻力特性的研究

以全尺寸非稳定流巷道火灾试验数据为依据，应用一维可压缩非稳定流理论分析了燃烧区热动力与热阻力的关系及其计算方法；研究表明：在近水平或水平巷道的火灾中，除了膨胀热阻力和黏性热阻力以外，还存在着垂直于流动方向的横向浮升阻力；在试验条件下，膨胀热阻力占30％～35％，黏性热阻力占20％～30％，横向浮升阻力占35％～55％．无论平巷或斜巷的燃烧，燃烧区的热动力势是最强的，其变化梯度为3～6Pa／m，压力最低点(吸点)位于燃烧区的出口；热动力的概念把巷道一般流动损失、火区流动损失和火风压完全统一起来了，解决了实际巷道火灾燃烧区热力计算的困难，使火灾时期的风网解算更符合实际．     

含粗骨料尾砂膏体长距离管输流变特性及阻力预测

为探明质量浓度、粗骨料含量、灰砂质量比和水化时间对膏体长距离管输流变特性的影响,本文基于正交设计开展流变实验,采用回归分析建立流变参数预测模型,在此基础上通过理论推导建立管道阻力预测模型,采用现场实测数据验证阻力预测结果的可靠性。结果表明：含粗骨料尾砂膏体属于宾汉流体,质量浓度和粗骨料含量对膏体流变参数的影响最显著;屈服应力随质量浓度的增大呈指数增长,随粗骨料含量的增加呈指数减小,随水化时间的增加呈线性增长,与灰砂质量比的关系不大;塑性粘度随质量浓度的增大呈指数增长,随粗骨料含量的增加呈线性减小,随灰砂质量比和水化时间的增加呈线性增长;建立的流变参数预测模型平均误差小于4.3%,基于宾汉流变模型建立的管道阻力模型预测值比现场实测值偏大12.5%,满足工程应用的精度要求。     

模拟增压流化床燃烧室启动特性的研究

在一座截面为 0 .6 6 4× 0 .6 5 6 m2 的常压流化床燃烧室内 ,进行了热烟气启动增压流化床的系统性模拟试验研究和理论分析 .研制了与中试 PEBC装置成缩小比例的风室结构 ,水冷布风板和启燃室等系统部件 .分别用徐州烟煤、阳泉无烟煤、常州卜弋贫煤和焦作无烟煤矸石混煤 ,试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性 .研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面、静止床高、热烟气温度和流量等参数对启动过程的影响规律以及床层温升速率的变化 .得到了较翔实和完整的增压流化床锅炉启动系统的结构设计参数和启动过程的运行参数