循环灰吸附碱金属机理研究

加入添加剂脱除蒸汽中的碱金属盐是防止准东煤等高钠煤在应用过程中由于高碱金属含量造成沾污、结渣及高温腐蚀等风险的重要手段。在实验室条件下用山东临沂135 MW循环流化床循环灰作为添加剂与钠盐(NaCl)进行掺烧,分别采用热重分析仪(TGA)和马弗炉进行,对不同温度(800,850,900℃)、不同掺混比例(1%,2%,3%,5%,8%)下循环灰掺烧碱金属盐后的样品进行XRF,XRD等测试。XRF测试结果表明,在800~900℃下,掺烧实验得到的循环灰样品中Na含量远高于Cl含量,且随着温度的升高,相同掺混比例下循环灰中Cl含量随着温度的升高而下降。在相同温度下,Na元素含量随掺混比例的增高而增加,Cl含量增长远低于Na含量增长。XRD测试结果表明:掺烧后灰样中Na主要以硅铝酸盐等不可溶钠形式存在,循环灰对NaCl的吸附以化学吸附为主。     

氯化钠蒸气对高钠煤煤灰钠捕获性能及其烧结温度的影响

新疆的高钠煤是一种开采成本低、灰分低、含硫量低的优质燃料,但较高的钠含量导致其在燃烧利用的过程中易出现沾污结渣等现象,严重阻碍了高钠煤的开发利用。以2种高钠煤(五彩湾煤(WCW)、哈密煤(HM))和1种低钠煤(平朔煤(PS))作为实验对象,在900℃下燃烧制灰,并将所制煤灰置于38%、51%和76%的NaCl蒸气下进行钠捕获实验,使用ICP-OES测得钠捕获前后煤灰的钠含量,采用XRD分析钠捕获前后煤灰中矿物质的变化,采用压降法测量钠捕获前后煤灰的烧结温度,深入探究不同NaCl蒸气体积分数下煤灰烧结特性的衍变规律。结果表明：在3种NaCl蒸气体积分数下,3种煤灰样品中PS煤灰的钠捕获量最大,HM煤灰次之,WCW煤灰最低。Si、Al能增强煤灰的钠捕获性能,而Ca则会与Si、Al发生反应,从而抑制Si、Al对NaCl蒸气的化学固定,不利于煤灰的钠捕获。随NaCl蒸气体积分数升高,钠捕获量增大,煤灰的烧结温度降低幅度与其钠捕获量呈正相关。HM、WCW煤灰烧结温度降低幅度均大于PS煤灰,一方面是由于HM和WCW煤灰固钠后生成的含钠化合物的熔点低于PS煤灰,另一方面NaCl蒸气体积分数升高促进了...     

两种高钠煤的掺烧结渣特性对比实验

新疆高钠煤储量大,且是良好的动力煤,然而其燃烧过程中结渣沾污严重,对锅炉的安全运行和经济性产生了影响。基于一维炉结渣实验台,对比分析新疆两种高钠煤的结渣特性,经过实验得出:在相同的容积热负荷下,准东高钠煤结渣比大南湖高钠煤要严重;大南湖高钠煤较准东高钠煤更难通过掺烧低钠煤来改善结渣;两种高钠煤均易通过掺烧煤矸石来改善结渣状况且最佳掺烧比例为10%。该实验结果对新疆地区燃用高钠煤提供一定的参考。     

神华煤与生物质燃料掺烧的积灰特性研究

本文主要针对某1000 MW燃用神华煤机组锅炉开展掺烧生物质燃料的积灰特性研究,通过沉降炉积灰试验研究了不同烟气温度、不同掺混比例等工况下神华煤和生物质掺烧的积灰倾向.研究表明,神华煤掺烧生物质燃料后积灰加剧.随着生物质掺混比例的增大,生物质灰中的Ca元素会形成低熔点化合物,发生明显的熔融流动.随着烟气温度的升高,灰颗...     

哈密地区高碱煤掺烧结渣特性综合评价研究

为解决哈密高碱煤在掺烧过程中严重结渣的问题,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,并推算出基于炉膛出口温度的炉膛吹灰投运时间间隔。结果表明:锅炉满负荷工况下,当神华二矿煤掺烧比例达到81.1%时,炉膛出口温度温升速率为17.4℃/h,吹灰后炉膛出口温度降幅度达到68℃,且炉膛吹灰最长间隔时间为6.7 h。随着神华二矿煤掺烧比例不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。现场试验采用逐步提高神华二矿煤比例的策略,神华二矿煤的掺烧比例从6台磨掺烧2台磨逐渐提高到5台。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,其中A磨煤机烧保利煤,其余磨煤机烧神华二矿煤。     

新疆高钠煤脱钠提质过程中钠存在形式

为解决新疆高钠煤在燃烧利用过程中引起的结渣和沾污等问题,研发了一种洗涤溶液且对该溶液脱除新疆高钠煤中钠效果以及脱钠过程中钠存在形式进行了评估实验。结果表明:中国新疆高钠煤中的钠主要以水溶钠为主,有机钠和不可溶钠含量较少。工艺条件对脱钠效果的影响因煤种而有所不同。水溶钠的脱除主要与洗涤溶液用量和温度有关;粒径的减小和温度的提高能促进高钠煤中有机钠的扩散。在合适的工艺条件下高钠煤中大部分水溶钠和大约1/2有机钠被脱除,钠脱除效率达到50%以上。     

混煤燃烧过程中的交互作用:煤种对混煤燃烧与NO_x排放特性的影响

在沉降炉上开展了无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%,50%,75%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式下煤种对混煤燃尽及NO_x排放特性的影响。结果表明,不同煤种掺混燃烧时促进和抑制两种交互作用具有差异性。"炉外"掺烧方式下,挥发分含量差异较大的煤掺混时,交互作用明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,对燃尽抑制作用表现最为显著,混煤的燃尽降低;挥发分含量差异较小的煤掺混时,交互作用相对较小,混煤的燃尽率在各掺混比例下基本接近计算线性燃尽率;混煤燃烧的NO_x排放特性随挥发分较高的煤的掺混比例增加基本呈线性变化的规律。"炉内"掺烧方式下,随两种煤延迟混合时间的增加,交互作用逐渐减弱,各单煤的燃烧独立性增强,混煤燃尽率逐渐接近计算线性燃尽率;挥发分含量差异较大的煤掺混时,改变混合时间,混煤燃尽率变化显著,挥发分含量差异较小的煤掺混时,各单煤燃烧独立性较强,改变混合时间,混煤燃尽率变化不明显;混煤NO_x排放量随延迟混合时间的增加而逐渐降低。     

液态添加剂对CFB锅炉SNCR脱硝的影响

为提高SNCR脱硝技术在低温下的脱硝效率,选取乙醇、NaCl、Na OH三种液态物质作为添加剂,在小型机理脱硝实验台和中等规模脱硝实验台上开展了研究。研究结果表明,小型实验台上,650℃、添加剂加入比例0~0.6条件下,乙醇可将脱硝效率从5%提升到45%,微量的(20×10-6)NaCl可以提高800℃以上的脱硝效率。在中等规模脱硝实验台上,乙醇因具有最佳的混合条件不同温度下对脱硝的促进作用差异明显,NaCl,NaOH因床料含有Na对脱硝无明显促进作用。添加剂与还原剂混合条件、床料成分等会使添加剂在CFB锅炉实际使用过程中产生与机理实验相差较大的结果。     

混煤燃烧过程中的交互作用:掺混方式对混煤燃烧特性的影响

在沉降炉上开展了高、低挥发分煤不同配比(贫煤掺混烟煤比例0,25%,50%,75%,100%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式对混煤燃尽与NO_x排放特性的影响。结果表明,混煤燃烧过程中烟煤对贫煤存在促进和抑制两种作用,两者的竞争共同决定了混煤的燃尽特性。"炉外"掺烧方式下,掺烧烟煤比例较小时,促进大于抑制作用,有利于混煤燃尽;进一步提高烟煤掺烧的比例,抑制作用增加并大于促进作用,不利于混煤的燃尽;NO_x排放量随烟煤掺烧比例增加基本呈线性增加规律。掺烧烟煤比例控制在25%以内有利于提高混煤燃尽率;掺烧烟煤比例为75%时,混煤燃尽率显著降低。"炉内"掺烧方式下,混煤燃烧中的促进与抑制作用会同时减弱;掺烧大比例烟煤时,烟煤与贫煤混合越晚越有利于混煤燃尽;NO_x排放量随着烟煤延迟混合而逐渐降低。"炉内"掺烧烟煤且烟煤延迟送入炉内有利于混煤燃尽率,且NO_x的排放降低明显;而贫煤延迟送入炉内则会导致混煤燃尽率进一步降低,但NO_x排放降低程度低于前者。     

掺烧哈密地区高碱煤沾污特性的试验研究

为研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)作为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,并根据锅炉各受热面烟温、汽温的变化情况,推算各受热面的沾污系数。由沾污系数随时间的变化规律推断各受热面的结渣状况,分析比较吹灰前后炉膛出口温度、炉膛各区域温度、各受热面沾污系数的变化情况。结果表明:随着高碱煤掺烧比例的不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,A磨煤机为低碱煤,其余磨煤机为高碱煤。研究根据吹灰前后的结渣、掉渣平衡特性综合判断掺烧方案的可行性,并为吹灰频率提供指导。     

热解条件对煤焦比表面积及孔隙分布的影响

在固定床反应器与高温沉降炉中由神木煤和华亭煤制得6组煤焦,考察了升温速率、热解温度对煤焦比表面积和孔隙分布的影响.煤粒在固定床中的升温速率为10 K/min,热解终温900 ℃;在高温沉降炉中升温速率大于1 000 K/s,热解终温为1 100 ℃和1 500 ℃,煤焦的孔隙结构采用低温氮吸附法进行分析.可以发现,快速热解煤焦的比表面积远大于慢速热解煤焦,并随着热解温度的升高而减小.说明挥发分在析出慢时易堵塞孔隙,而热解温度升高使快速热解煤焦的部分微孔转变为中孔和大孔,从而减小比表面积.     

重金属离子在改性蛭石表面的竞争吸附及其动力学研究

分别利用蛭石原矿和改性蛭石为吸附剂,对水溶液中的Cu2+、Zn2+、Cd2+进行等温吸附试验,研究了吸附剂用量、溶液pH值、重金属离子浓度、吸附时间、吸附温度等环境因素对单一离子在蛭石表面吸附性能的影响,分析了蛭石吸附三种金属离子动力学机理。试验结果表明,蛭石原矿经900℃的高温膨胀及2%的CTMAB改性后,其吸附容量较蛭石原矿有明显增加。当吸附剂用量为0.3 g、pH值为5~6、金属离子初始浓度为150 mg/L、吸附时间60 min、吸附温度为室温时,改性蛭石对Cu2+、Zn2+、Cd2+三种金属离子的最大吸附率均可达90%以上。      

新疆中低品位膨润土在炼油碱渣废液处理中的应用

以新疆中低品位膨润土为原料,制备出具有良好吸附能力的膨润土环境修复材料,同时研究了其作吸附剂对于炼油碱渣中挥发酚及硫离子的吸附效果及影响因素。结果表明,在吸附剂量为40g/L、振荡时间为15m in、吸附pH值为8的条件下,其对挥发酚的去除率最高可达94%。25℃常温下,膨润土环境修复材料吸附炼油碱渣废液中挥发酚的等温吸附模型满足Freund lich方程,回归方程为:Q=0.204Ce0.485。当吸附剂量为60g/L、振荡时间为30m in、pH=8时,其对炼油碱渣废液中硫离子的去除率可达53.8%。     

水蒸气/CO2/O2与无烟煤共气化过程研究

为综合利用固体氧化物燃料电池（SOFCs）产生的高温水蒸气及CO2尾气,采用流化床气化装置对水蒸气、O2、CO2气化晋城无烟煤过程进行了研究。结果表明：当气化温度为900 ℃时,增加水蒸气/CO2摩尔比,促进了煤的水蒸气气化反应和水汽变换反应的发生,使气化制得的合成气中H2含量增加,CO含量先增加然后基本保持不变;随着气化剂中O2流量的增加,合成气中CO体积分数先增加后减小,当气化剂中水蒸气、CO2与O2的摩尔比为14∶56∶30时,合成气中有效成分（CO+H2）体积分数达到最大（44.9%）;此外,优化得出赤泥的最佳添加量为8%,其含有的氧化铁等催化成分可以显著提高合成气中有效成分。     

基于输运床的内在碳捕集气化制氢反应器操作条件研究

针对固定床或鼓泡流化床反应器的内在碳捕集气化过程中气固混合程度差的问题,本文将输运床作为内在碳捕集气化制氢反应器,建立了考虑流体动力学及反应动力学的反应器动力学模型,研究了水碳比、操作温度及操作压力对反应器运行可行性及性能的影响.结果表明,以输运床小试装置为基准,当反应器操作压力为900 kP a、反应器温度为800℃...     

燃煤电厂粉煤灰提取氧化铝研究

采用烧结法提取粉煤灰中氧化铝,考察了烧结剂种类、烧结剂协同作用、烧结剂用量、烧结温度及烧结时间等因素对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率的影响.试验结果表明：与碳酸钠和氧化钙相比,在较低温度下氢氧化钠能溶出粉煤灰中绝大部分氧化铝;适量的氧化钙能促进氢氧化钠溶出粉煤灰中的氧化铝;氢氧化钠和氧化钙的混合物与粉煤灰进行烧结,烧结效果更好;碱比、钙比、烧结温度和烧结时间等因素对粉煤灰烧结过程影响比较大;通过正交试验得知各因素对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率的影响从大到小的顺序为钙比、烧结时间、碱比、烧结温度;当碱比为2∶1、钙比为0.5∶1.0、烧结温度为700 ℃、烧结时间为30 min时,粉煤灰中氧化铝溶出率达到76.20％.     

热改性蛇纹石吸附剂除镉性能研究

采用对比的方式,分别对天然蛇纹石和经700℃改性的蛇纹石做了等温吸附实验,研究蛇纹石对重金属Cd2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素和吸附机理。吸附剂用量、溶液的pH值对2种蛇纹石的吸附率均有较大影响。随着吸附剂用量的增加,天然蛇纹石和热改性蛇纹石对Cd2+的吸附率都逐渐增加,且吸附率都超过了60%。在同等吸附剂用量条件下,经700℃改性的蛇纹石的吸附能力要明显强于未改性的天然蛇纹石。当pH值为3～6时,2种蛇纹石对Cd2+的吸附量都随着pH值的增加而显著增大;当pH值为6～10时,对Cd2+的吸附量趋于稳定。两种蛇纹石均符合Freundlich方程,且拟合度较好,对重金属Cd2+有较强的吸附能力;经700℃改性的蛇纹石对Cd2+的饱和吸附量为8.19 mg/g,约等于天然蛇纹石饱和吸附量的2倍。     

右玉元堡煤煤焦-水蒸气气化规律研究

煤焦-水蒸气气化是鲁奇加压气化的重要工艺过程,水蒸气气化特性对于确定气氧比及预测水蒸气分解率具有重要意义。以右玉元堡长焰煤为研究对象,采用自制立式管式炉在800~1 100℃范围内进行了块煤煤焦水蒸气气化实验,比较了不同热解终温煤焦样品的比表面积及孔径分布特征,并利用气相色谱对不同时刻的煤气组分进行了检测。研究结果表明,煤焦内孔隙主要为2~10 nm的中孔,随热解终温的升高煤焦的比表面积降低。依据煤焦的二氧化碳反应性,以不同温度下水蒸气的还原率β作为评价煤焦-水蒸气气化反应性的指标,低温时温度对水蒸气反应性影响较大,温度由800℃升至900℃,β增大22.74%。     

碱石灰烧结法提取粉煤灰中的氧化铝

考察了单一烧结剂作用、烧结剂协同作用、烧结剂用量及配比、烧结温度及烧结时间对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率的影响, 并以碱比、钙比、烧结温度及烧结时间进行粉煤灰提取氧化铝正交试验。试验结果表明: 单独用药时, 碳酸钠对粉煤灰中氧化铝溶出效果要比生石灰好得多; 碳酸钠与氧化钙的混合物作为烧结剂时, 各种因素对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率影响大小顺序为碱比＞烧结温度＞钙比＞烧结时间; 当碱比3∶1、钙比1∶1, 在850 ℃条件下烧结30 min可溶出粉煤灰中72.21%的氧化铝。