流化床启动过程中底料磨损行为研究

以国内首台自主研发的65t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉底料灰为研究对象,在小型流化床试验台上考察了流化风速、流化时间和床层温度等因素对底料磨损程度的影响,据此建立了二阶磨损模型.结果表明：流化状态下页岩灰的磨损先后经历快速衰减和稳定磨损2个阶段,页岩灰在流化床内的质量保持率呈指数衰减趋势;随着流化风速增大,床层温度升高,磨损相对加剧;二阶磨损模型能够很好地描述流化床内页岩灰质量的变化规律.     

微波场中油页岩及半焦升温特性

在自行设计的微波干馏装置上研究了汪清和桦甸几个矿区的油页岩和半焦在微波场中升温特性.实验研究了产地、组成成分对油页岩升温特性的影响,不同干馏终温生成的半焦及石墨在微波场中的升温特性,以及半焦和油页岩混合物在微波场中的升温特性.实验结果表明:油页岩是一种微波弱吸收物质,要想热解必须加入微波吸收剂.水分对油页岩在微波场中的升温特性影响很大.油页岩干燥以后,升温速率明显减小,终温也降低.油页岩中的黄铁矿对升温也有一定的影响.半焦由于在微波场中升温很快可以作为油页岩热解的微波吸收剂.半焦的升温速率与干馏终温有关,随着干馏终温提高,半焦在微波场中的升温速率变大.半焦和页岩的混合物在微波场中升温很快,具有良好的热解效果.     

集消烟除尘于一体的新型二次风装置

针对传统层状燃煤锅炉效率低、烟尘排放严重超标两大主要问题,提出了在煤层上部空间采用“多孔分层错列射流式”二次风组织空间燃烧,并在同一台“0.3 t/h立式锅炉”上进行了煤气化—无烟燃烧和普通手烧2种运行方式的对比性工业性试验。试验结果表明,在无炉外除尘器情况下实现了排烟无色、烟尘排放浓度符合国家环保标准GWPB3-1999中一类区要求,该新型二次风装置可有效地实现炉内消烟除尘。     

桦甸油页岩及半焦孔结构的特性分析

在美国康塔公司生产的AwTOSOB自动吸附仪上对桦甸油页岩及不同终温下制得的半焦进行等温氮吸附试验,得到油页岩及半焦的吸附型线和脱附回线,并应用BET和B.J.H方法分别计算了样品的比表面积和孔径分布.结果表明:干馏终温对油页岩的孔结构具有较大影响,在700℃以下,半焦比表面积和孔体积随干馏终温升高而增大;半焦的孔结构发达,吸水能力强,最好采用干法除焦方式,以便进一步利用油页岩半焦.     

油页岩干馏瓦斯积碳特性

为深入研究干馏瓦斯在金属管内的积碳特性,采用自制的连续流动反应装置,以06Cr25Ni20不锈钢管为反应器,对不同温度(600,650,700,750℃)、不同反应时间(30,60 min)、不同气体流量(10,20 m L/min)等条件下干馏瓦斯在反应器内的积碳特性进行了试验研究,得出了瓦斯气初始积碳的温度区间为450~470℃;通过程序升温氧化方法,结合扫描电子显微镜对积碳的微观形态进行分析,分析结果显示积碳中有两种不同类型的焦炭,即无定型碳和纤维焦炭;用能谱分析剥离下来焦炭的结果显示,焦炭中含有质量分数为15.574%,4.463%,17.283%的铬、镍、铁原子,说明金属发生了渗碳现象;运用气象色谱仪对不同试验前后瓦斯气体的组分进行分析,从分析结果可以看出小分子烯烃为主要的成碳物质。     

油页岩和半焦着火特性实验研究

在热重分析仪、固定床和流化床实验台上对油页岩和半焦的着火特性进行了实验研究。在固定床和流化床实验中,根据排放气体(CO,CO2)和床温的变化曲线判断着火温度,结果表明：随着粒径的增大,油页岩和半焦的热重着火温度和流化床一次投料着火温度逐渐增大;固定床实验测得的着火温度比其他技术低,对于流化床一次投料实验,半焦的着火温度在很大程度上取决于投料温度,不同的实验技术对着火机理有很大影响,油页岩固定床实验和流化床间断给料实验为均相着火,流化床一次给料实验油页岩着火机理逐渐向非均相着火过渡;利用热爆炸理论对不同实验条件导致的着火温度不同进行了理论分析,当无量纲换热系数y从0.4167变化到2.0时,无量纲着火温度qg从0.059 9变化到0.067 32。     

流化床内煤的热破碎实验研究

采用小型流化床实验台对霍林河褐煤进行热破碎特性的实验研究。结果表明：一次破碎率（Pf）和破碎比（Nf）随温度变化的趋势大体相同,但在1-3mm粒径范围内,其变化程度有所不同。说明利用一次破碎率和破碎比在描述煤热解破碎特性具有一定的局限性,这有待于进一步深入研究。     

桦甸油页岩的微波干馏特性

在自行设计的微波干馏装置上研究了桦甸油页岩、半焦及其混合物在微波场中的升温特性。发现油页岩本身是一种微波弱吸收物质,纯油页岩在微波场中升温能力较差;油页岩热解产物半焦在微波场中升温很快,可以作为油页岩微波干馏的微波吸收剂,将油页岩和半焦的混合物放入微波场中能达到良好的热解效果。实验研究了半焦和油页岩的混合比、微波功率、粒径等因素对微波干馏效果的影响,结果发现,随着半焦比例加大,产油率增加,半焦产率降低;在相同时间内,微波功率越大,产油率和气体损失产率越大,半焦产率降低;油页岩粒径对微波热解影响较小,但当粒径小于0.2mm时实验中出现了较严重的夹带现象。     

燃油磁化燃烧技术的试验研究

以韩国GE200小型家用燃油锅炉为基础,建立了小型燃油磁化燃烧试验装置。通过试验研究了燃油被磁化后,锅炉的燃烧效率、排烟温度、有害气体含量的变化规律。探讨了不同磁场强度下影响燃油磁化效果的因素及其规律。结果表明在油路上加磁场对燃油进行磁化可以改善燃油的燃烧过程,具有节能、低氧燃烧和减少环境污染的效果。     

油页岩含油率的测定及其影响因素分析

采用铝甄低温干馏的方法对桦甸矿区六个油页岩样品进行含油率的测定,并考察了升温速率、粒径、干馏终温及持温时间等因素对页岩油产率的影响。结果表明,页岩油的产率随着挥发分含量的增大而增加,在一定范围内提高升温速率,页岩油产率增大,但升温速率过快,反而使页岩油产率降低;终温在500℃~510℃,持温时间20 min的条件下,产油率最高,继续增加干馏终温和持续时间对产油率影响不大;同时适宜的粒度可以适当提高页岩油的产率。