对煤粉空气混合物中火焰传播及其机理研究的综述

煤粉空气混合物中的火焰传播对煤粉着火燃烧稳定和强化具有重要意义。本文综述了国内外对煤粉空气混合物中火焰传播、传播机理及其数学模型的研究。研究认为,火焰传播速度、煤粉加热速度、燃烧化学反应速度、反应物和反应产物的扩散速度中最慢的因素控制火焰的传播;煤质、煤粉浓度、煤粉颗粒尺寸和湍流交换对火焰传播速度有影响;挥发分析出、煤粉浓度、颗粒尺寸三者的相互制约关系对火焰传播的作用有待作进一步的研究。     

燃煤过程中重金属形态的热力平衡分析

对燃煤过程中痕量重金属的形态进行了热力学模型计算。通过对不同系统，包括多种痕量元素共存、汞/煤系统、汞/煤/氯系统、砷/煤/氯系统、硒/煤/氯系统、和汞/砷/硒//煤/氯的复杂系统的平衡计算，表明采用热力学平例分机可以为预测煤燃烧烟气中痕量重金属元素挥发或凝聚的倾向提供有价值的指导。     

燃煤烟气中痕量元素的形态及其分析方法

介绍煤燃烧过程痕量元素形态的分析方法：化学热力学平衡分析和化学反应动力学模型分析。以Hg为例，描述了痕量元素化学反应动力学模型的建立、发展和完善过程，指出了煤燃烧过程中痕量元素形态分析的若干研究方向，并给出了部分痕量元素在烟气中的形态分布。     

掺烧氨燃料对煤挥发分火焰特性及颗粒物生成的影响

掺烧“零碳、富氢、高氮”的氨气(NH₃)燃料是实现燃煤电站CO₂减排的重要技术路径。为探究氨燃料的引入对煤燃烧及污染物生成行为的影响,基于McKenna平面火焰燃烧系统开展了煤掺氨燃烧实验,结合可见光相机、烟气分析仪及热泳探针取样分析系统,探究了掺烧氨燃料对煤挥发分火焰形态与温度特征、气态污染物及碳烟等细颗粒物生成的影响。研究结果表明：氨燃料先于煤着火,并加热促进煤热解及挥发分的生成与释放,促使挥发分着火燃烧,导致挥发分火焰长度和温度增加。掺烧的NH₃在挥发分火焰中部分转化为NO,导致火焰中NO浓度显著升高。掺烧NH₃提升了气相燃料当量比,促进了挥发分向碳烟的转化,促使碳烟颗粒生成量增加。     

煤粉密度对燃煤过程中颗粒物形成特性的影响

通过浮选实验先将典型烟煤分成高、中、低3个密度段,然后对3种不同密度原煤在沉降炉内进行热解和燃烧实验,研究原煤密度对颗粒物形成机理和特性的影响。实验采用低压撞击器（LPI）把颗粒物按不同粒径大小从0.03～10.0 μm共分13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。实验结果显示：低密度原煤对颗粒物形成的贡献最大,中密度次之,高密度最小,低密度原煤所含矿物质粒度最小,形成的焦的膨胀率、总孔体积和BET表面积最大,高密度原煤所含矿物质粒度最大,形成的焦的膨胀率、总孔体积和BET表面积最小,中密度原煤介于两者之间,3种密度原煤燃烧后形成的PM10颗粒物元素构成的相同点是：对于亚微米颗粒物,元素S＋碱金属元素＋其他元素>难熔元素,对于超微米颗粒物,难熔元素占80%以上,远远大于其他三类元素。     

燃煤过程中颗粒物的形成机理研究进展

介绍了煤粉燃烧过程中颗粒物的形成机理，包括亚微米飞灰和残灰颗粒的主要形成途径．亚微米颗粒主要来自无机物的气化-凝结过程，在高温条件下无机矿物首先以氧化物、次氧化物或原子的形式气化，当温度降低时，无机蒸气通过均相成核、异相冷凝、凝并、团聚等过程形成细微颗粒．残灰由残留在焦炭颗粒中的矿物转化而成，焦炭破碎和表面灰的聚合是决定残灰最终粒径分布的主要过程，除此之外，对于含外来矿物较多的煤种，矿物破碎对残灰颗粒的形成也有十分重要的影响．最后对燃煤过程中颗粒物的形成机理研究提出了建议．     

煤焦破碎的模拟研究

焦炭破碎对碳的转化以及飞灰颗粒的形成均具有十分重要的影响。该文利用座逾渗理论建立了单颗煤焦的二维燃烧破碎模型，并对不同初始大孔隙率Ф的煤焦进行了模拟，研究的结果发现，煤焦总孔集团数随Ф值的增加先增大后减小，Ф较小时，微孔占主导地位，Ф越大，微孔合并越剧烈，孔簇越大；煤焦破碎的次数随Ф增加而增加，说明初始孔隙率对煤焦的破碎程度具有较大影响；Ф较小时，煤焦破碎较为均匀，Ф越大，颗粒燃尽时间越少，破碎越集中在反应最剧烈的阶段，而且多发生在燃烧前期。     

稳燃腔燃烧器射流中粒子动态分析及燃烧过程研究

稳燃腔燃烧器已经获得国家发明专利,它是在钝体的基础上发展起来的一种新型煤粉燃烧器。本文用三维激光粒子动态分析仪测量了燃烧器出口气流的平均特性和湍流特性,回流区内外的颗粒数密度、直径和体积流量分布,以上数据不仅正确解释了钝体的稳燃机理,也说明了这种燃烧器具有良好的工业应用前景。     

煤和污泥燃烧和气化过程中汞析出行为的研究

固体燃料和固体废物在燃烧和气化过程中的汞排放问题在全球已经受到广泛关注。该文首先选取3个煤种和3种干城市污泥作为样本，通过热重(TG)实验了解汞在燃烧和气化过程中的基本析出行为。然后选取一个污泥样在滴管炉里燃烧，研究汞在接近实际燃烧状况下的析出行为。通过热平衡计算预测了在和实验相同条件下汞析出的变化趋势。结果表明，污泥燃烧过程中汞的析出行为受到污泥中硫和固定碳含量的抑制，煤燃烧过程中汞的析出行为受到煤中固定碳含量和Cl含量的重要影响。另外，因为单质汞在还原性气氛下极易形成，在气化过程中，即使是低温汞也很快析出。     

污泥中脂肪族硫低温热解下含硫气体的释放特性

在N2气氛下,对空干基污泥进行了低温热解实验,共检测到5种含硫气体,分别是H2S、SO2、CS2、COS和CH3SH,其中H2S、SO2及CH3SH是主要成分.通过XPS测定污泥样品和焦中各形态硫的变化,发现热解温度低于350,℃时,主要是脂肪族硫分解,其他形态硫变化不大.在此基础上,向污泥中添加了两种脂肪族有机硫,以研究脂肪族硫对含硫气体释放的影响,添加后,发现H2S的释放量剧烈增大,SO2和CH3SH的增加量相对较少,同时H2S释放量的增加促进了COS和CS2的生成.