大颗粒煤燃烧传递动力学破碎理论模型

研究了大颗粒煤燃烧中的颗粒破碎现象，理论分析了大颗粒煤的着火过程和颗粒破碎过程，建立了大颗粒煤燃烧传递动力学破碎模型，对褐煤、烟煤和无烟煤三个典型煤种进行了燃烧初期数值模拟，指出了大颗粒煤燃烧时着火和颗粒破碎的内在联系。     

管式炉中燃煤一次破碎特性的实验研究

燃煤在循环流化床锅炉中的破碎特性极大地改变了物料的粒度分布,对床内颗粒浓度、物料传热传质及煤颗粒的燃烧过程都有重要影响.由于循环流化床锅炉本身的复杂性及实验现象难于观察,在1台管式炉中研究了各种煤的一次破碎特性.实验发现,烟煤、贫煤、无烟煤和煤矸石的破碎形式并不相同.烟煤颗粒遵循环核分层破碎;贫煤、无烟煤既有表面破碎也有中心破碎,且少数颗粒因热爆性而迅速变为细小颗粒;煤矸石沿着颗粒层面发生破碎,破碎为一些碎片;此外,深入研究了颗粒粒径、炉膛温度和加热气氛对西山贫煤和阳泉无烟煤一次破碎特性的影响.     

烟煤与生物质混烧基础实验分析

在给料方式为下部进料的美国Harman热风炉内进行了烟煤煤棒和生物质棒的燃烧实验,通过燃烧效果和污染物排放情况的特性对比,考察了两种燃料的优缺点;将不同比例的烟煤和生物质的混合样品在Netzsch热重分析仪中进行燃烧动力学分析;结果表明,生物质燃料的烟尘排放指标高于烟煤煤棒,二者的优缺点可以互补,烟煤中掺烧生物质可以提高燃烧效率,混合燃烧降低了反应活化能,着火温度和燃尽温度均前移;生物质燃料和烟煤按照合理配比混烧,可提高两种燃料的清洁高效利用水平。     

晋城无烟煤气化特性及煤灰流动性调控研究

以凤凰山无烟煤(FHS)和寺河无烟煤(SH)作为航天炉的气化原料煤,考察了其燃烧特性、气化反应性及煤灰流动性,并与神木烟煤(SM)进行了对比研究.结果表明:无烟煤的着火温度比典型烟煤的着火温度高150℃～250℃,且燃烧性能较差,一方面气化炉开工阶段需对开工燃烧器的物料参数进行优化以确保顺利点火,另一方面需对主燃烧器进...     

煤粉着火燃烧过程光学诊断研究发展

煤炭储量丰富,尽管新能源和可再生能源快速发展,煤炭资源在未来几十年仍将作为我国一次能源重要组成部分。同时煤炭利用带来很多环境污染问题,因此未来煤炭资源的利用逐渐向高效、低碳、低污染物排放利用方式转变。随着光学技术的不断发展,涌现出多种适用于煤粉燃烧诊断的原位非接触式光学诊断技术,极大地促进了燃烧学的发展,为煤炭清洁高效利用提供了更多试验手段。介绍了国内外煤粉着火、不同方式下燃烧特性的光学诊断研究进展,对煤粉单颗粒和煤粉颗粒流的着火燃烧过程的光学诊断研究进行总结。目前常用的煤粉燃烧光学诊断技术主要包括全光谱成像、CH*/C2*化学发光成像、平面激光诱导荧光(PLIF)、双色/三色高温计、米氏散射、激光诱导白炽光、相干反斯托克斯-拉曼光谱、激光诱导击穿光谱等多种先进的光学诊断技术,可对煤粉单颗粒、颗粒流的着火延迟、脱挥发分、挥发分燃烧、着火模式、环境因素(环境温度、氧浓度、气氛)、富氧燃烧、水-氧燃烧、煤中碱金属释放等多方面关键问题进行光学诊断研究,为煤炭清洁高效利用提供了理论和试验基础。采用OH-PLIF和三色高温计对热解半焦和神华烟煤混合燃料共燃的着火和燃烧特性进行研究。综合考虑着火延迟和混合物的燃尽率,热解半焦的最佳掺混比为20%,为热解半焦的实际工业应用提供了参考。同时采用500 Hz、5 k Hz高时间、空间分辨率的OH-PLIF技术探究煤粉颗粒流中单颗粒挥发分燃烧的发展过程和挥发分着火的时序演变过程,通过二者的结合获得煤粉颗粒流从着火到挥发分燃烧的时间特性。采用OH-PLIF技术对烟煤和褐煤煤粉颗粒流燃烧火焰的脱挥发分和挥发分燃烧行为进行探究,提出采用OH信号径向分布的相对标准偏差探究火焰稳定性的方法。相同燃烧条件下,烟煤煤粉颗粒流燃烧的稳定性高于褐煤。基于OH-PLIF和CH*化学发光诊断技术,提出一种用于探究煤粉颗粒流中颗粒挥发分燃烧振荡特性分析方法——动态模态分解方法(DMD)。随着氧浓度的增加,挥发分火焰振荡增强。颗粒的聚集可能导致煤粉挥发分燃烧的低频振荡。相反,单独或分离的颗粒燃烧会产生较大的振荡频率。但目前取得的成果还不够完善,需要继续深入开展煤粉燃烧的光学诊断试验研究,对污染物NOx的生成及排放、新型水氧燃烧技术中水蒸气作用机理等方面深入探索,开发出新型清洁煤燃烧技术,为我国煤炭资源清洁高效利用做出贡献。     

不同煤种对熟料烧成的影响

水泥熟料煅烧过程中,煤的燃烧特性对熟料的烧成起着至关重要的作用。本文研究了烟煤、无烟煤以及混合煤三种煤燃烧过程中的着火特性、燃尽特性及燃烧温度,并结合生产实际数据,分析了不同煤种对熟料煅烧的影响。为实践中不同煤种的使用提供参考。     

锅炉消烟除尘的影响因素

我公司采用的是3台35t抛煤机倒转炉排式锅炉,为了将烟气的排放浓度降低到环保要求（几2g／m3）,我们对该锅炉的燃烧状况进行了详细的分析,找出了锅炉消烟除尘的主要影响因素。1煤质对锅炉燃烧状况的影响我公司锅炉燃用煤种为烟煤,不同的烟煤影响到锅炉的燃烧状况和排烟浓度。（1）烟煤中挥发分的影响挥发分是入炉煤工业分析的一个重要指标,挥发分含量高,煤容易着火,且挥发分析出后,烟煤表面的孔隙增大,进而增大了烟煤与空气的接触面积,有利于煤的完全燃烧。但挥发分太高,容易出现化学不完全燃烧热损失,使排烟中的飞灰增多。因此…     

神华煤锅炉低氮燃烧特性研究

神华煤极易着火、燃尽,燃烧性能优良,且煤中氮、硫含量低,使神华煤在低氧和低氮结合的燃烧条件下,保持了较高的燃尽性能和较一般烟煤偏低的NOx生成量。神华煤的低硫特性保证了在贫氧(没有足够的氧气保证充分燃烧)条件下,炉内H2S含量不是太高,没有明显的高温腐蚀倾向。采用低氮燃烧后,燃烧器区燃烧强度降低,缓解了炉内结渣,部分锅炉屏区的结渣也有所缓解,提高了具有严重结渣倾向的神华煤的掺烧比例。神华煤采用低氧燃烧和低氮燃烧相结合的技术,保证了锅炉的燃烧经济性、安全性和低NOx生成特性,指标明显优于国内其他典型烟煤。     

煤与生物质耦合燃烧的协同效应

生物质燃料是替代化石燃料的重要能源,在燃煤机组上掺烧生物质是当下生物质能利用的主要途径。由于煤和生物质耦合燃烧过程中存在协同效应,生物质燃料与煤耦合燃烧性能与二者单独燃烧的燃烧性能差异无法通过化学成分或相关性质算术平均来确定,与此同时,生物质中富含的碱金属K也会加重受热面结渣倾向。为研究煤与生物质混合燃烧过程中协同效应,选取神府烟煤与板栗壳作为试验样品,通过混合、研磨与压制,制备成圆饼形颗粒并在Hencken平焰燃烧器上进行燃烧试验。利用高速摄像机结合图像处理技术计算着火延迟时间,利用光谱仪结合自发辐射理论测量燃烧过程中火焰温度、气相K浓度。探讨耦合燃烧着火特性、燃烧特性与气相碱金属释放特性协同效应及其原因。最后,结合灰分分析结果计算各工况结渣指数,获得燃烧气相碱金属释放量与结渣指数相关性关系。结果表明：煤与生物质耦合燃烧着火延迟时间低于理论值,证明耦合燃烧着火存在协同效应,表现为促进着火。受纤维素热解与碱金属元素催化共同影响,生物质质量分数为50%时,着火延迟时间与理论值之差达到最大1.91 s,协同效应最大;耦合燃烧释放的碱金属低于理论值,说明耦合燃烧气相碱金属释放协同效应表现为抑...     

煤拔头半焦燃烧特性

利用喷动载流床模拟煤拔头工艺,在550, 650, 750和850℃温度下对大同烟煤进行热解得到拔头半焦,采用非等温热分析方法对原煤及拔头半焦的燃烧特性进行了研究. 由热分析实验数据归纳提出了表征煤和半焦着火、燃烧及燃烬性能的无量纲综合燃烧指数Z. Z值越大,煤样综合燃烧性能越佳. 结果显示,大同烟煤在2℃/min升温速率下Z值为0.41;4个热解温度(由低到高)下所得拔头半焦的Z值分别为0.39, 0.35, 0.31, 0.21,且拔头半焦的燃烧性能均低于原煤,但高于阳泉无烟煤,且随热解温度升高Z值降低,燃烧反应性降低. Z值与着火温度及表观燃烧活化能表现出的反应性一致.     

糠醛渣与煤混烧特性的实验研究

采用热重分析仪,对糠醛渣和烟煤、褐煤以及它们以不同比例所得的混合试样进行燃烧特性实验,结果表明：在煤中加入糠醛渣后,混合试样和煤相比其着火温度提前,综合燃烧性能显著提高,糠醛渣与褐煤混合比糠醛渣与烟煤混合具有较好的燃烧性能,且当糠醛渣与褐煤以2：1的比例混合时混合试样的燃烧特性较好;最后通过数据分析,求解燃烧反应的动力学参数,为糠醛渣的经济利用提供了可靠的理论依据．     

半焦-烟煤混燃特性及动力学分析

掺烧烟煤是解决低挥发分热解半焦着火难、燃尽差的一种有效方法。采用热重实验研究了半焦、无烟煤与烟煤混燃特性的差别,分析了混燃过程中的交互作用和反应动力学。结果表明:陕煤半焦的燃烧过程分为可燃质的燃烧和CaCO_3的分解两个阶段。半焦-烟煤混烧的主失重峰靠近燃料比接近的单燃料的DTG峰。半焦-烟煤混合燃料较无烟煤-烟煤混合燃料的综合燃烧特性更优。掺混烟煤比例越高,混燃的表观活化能越低,可燃性和综合燃烧特性越好。烟煤与半焦或无烟煤混燃过程中存在一定的交互作用,且无烟煤-烟煤的交互作用较半焦-烟煤更显著。可燃性指数和综合燃烧指数与燃料比呈负线性相关性,表观活化能E与燃料比呈正线性相关性。     

煤燃烧过程中硫析出行为的研究

以高有机硫北宿烟煤，高黄铁矿山家林烟煤，高钙基组分杨庄烟煤和阳泉无烟煤为研究对象，利用改进的自动定硫仪对煤燃烧时硫的析出行为进行了研究，其研究结果可对煤燃烧中国硫剂的选择提供依据。     

半焦-烟煤混燃特性及动力学分析

掺烧烟煤是解决低挥发分热解半焦着火难、燃尽差的一种有效方法。采用热重实验研究了半焦、无烟煤与烟煤混燃特性的差别,分析了混燃过程中的交互作用和反应动力学。结果表明：陕煤半焦的燃烧过程分为可燃质的燃烧和CaCO₃的分解两个阶段。半焦-烟煤混烧的主失重峰靠近燃料比接近的单燃料的DTG峰。半焦-烟煤混合燃料较无烟煤-烟煤混合燃料的综合燃烧特性更优。掺混烟煤比例越高,混燃的表观活化能越低,可燃性和综合燃烧特性越好。烟煤与半焦或无烟煤混燃过程中存在一定的交互作用,且无烟煤-烟煤的交互作用较半焦-烟煤更显著。可燃性指数和综合燃烧指数与燃料比呈负线性相关性,表观活化能E与燃料比呈正线性相关性。     

单颗粒煤挥发分火焰碳烟演化实验研究

搭建单颗粒煤燃烧检测平台,进行了单颗粒煤挥发分火焰中碳烟生成的检测研究.基于高速摄像仪检测得到的碳烟体积分数分布,结合热泳探针技术和扫描电子显微镜对挥发分火焰中碳烟颗粒的形貌进行分析,探究了单颗粒煤挥发分火焰中碳烟分布特征及演化过程.结果表明:在稳定燃烧阶段,最大碳烟体积分数出现在尾焰低温区,且相同燃烧条件下烟煤的碳烟...     

石油焦与典型煤炭的燃烧特性比较分析

石油焦是是原油提炼后的最终副产品,具有低灰、低挥发分、高固定碳、高热值等特点。作为煤的一种补充或替代燃料用于锅炉燃烧发电、供热是石油焦很好的利用方式,本文采用热重法和马弗炉烧灰法将石油焦与烟煤等其它典型煤样进行燃烧特性对比分析。实验表明石油焦的燃烧特性介于烟煤和无烟煤之间,且接近烟煤,有较好的燃烧特性,即较低的着火温度、较大的反应速率和较集中的放热峰,但其固定碳含量也更高,灰分更低,所以放热更多。     

石油焦与煤混烧特性及动力学

以石油焦与煤的混合燃料为研究对象,采用TG—DTG—DSC联用实验技术对混合试样进行了燃烧热重实验。分析了混烧特性曲线,计算了各个燃烧特性指数,并采用差减微分法Freeman—Carroll计算了燃烧反应动力学参数。结果表明：各混合试样均只出现一个位于高温区段的DTG曲线峰和方向向下的DSC曲线的热量释放峰,混合试样的燃烧过程主要是高温阶段焦炭的着火燃烧过程;混合试样s2,S3及S5热量释放相对较少且不集中,燃烧时间长且不完全;混合试样S4及S6的热量释放集中且时间短,燃烧释放的热量相对较多;烟煤含量最多的混合试样s6的着火特性、燃尽特性指数及综合燃烧特性参数均高于其它混合试样以及石油焦的各个相应值,且试样s6的可燃特性指数也大于石油焦的可燃特性指数;混合试样活化能均小于石油焦燃烧的活化能,混合试样比石油焦更易着火燃烧;只要石油焦与煤的混合比例适当,石油焦掺烧烟煤后的燃烧特性优于石油焦单独燃烧特性,此为解决石油焦难以单独燃烧利用提供了方法。     

粒度对煤粒燃烧和热解影响的理论分析

在化学热力学和动力学理论中引入表面项,并由此来分析和讨论粒度对煤颗粒燃烧和热解反应的影响规律.研究结果表明,煤颗粒的粒度对其燃烧和热解反应的热力学性质和动力学参数有明显的影响,粒度越小,影响越大;减小煤颗粒的粒径,化学反应的吉布斯函数差减小,煤颗粒燃烧和热解的趋势增大,使着火温度和热解温度降低,自燃容易发生;并且减小煤颗粒的粒径,其摩尔表面能增大,导致其燃烧和热解的表观活化能降低和速率常数增大,使煤颗粒的燃烧和热解速率加快,使转化率、燃尽度和热解度增加.     

阳泉烟煤颗粒在流化床燃烧过程中的破碎研究

在小型流化床燃烧实验台上研究阳泉煤颗粒在流化床燃烧过程中的破碎特性.实验中考虑了灰分对燃烧破碎过程的影响,引入指数α来反映破碎比的变化趋势,破碎比随着粒径的变大而变大,且向着床温变化相反的方向变化,表明颗粒的高温碰撞对破碎是起决定性作用的.常温机械破碎和固定床热应力破碎实验表明,单纯机械破碎和单纯热应力对颗粒破碎所起的作用不大,但在高温条件下的颗粒碰撞,机械力与热应力叠加后,破碎效果大大加强.     

富氧条件下煤粉气流的着火性能变化

利用一维火焰炉对不同富氧条件下的煤粉气流着火燃烧特性进行了研究,得到了富氧条件下煤粉气流的着火性能变化规律。研究结果表明:随着助燃气体氧浓度的提高,各煤样的着火温度均大幅下降,其中低挥发分煤种在着火方面对富氧条件的改善更为敏感,即富氧条件的改善可减弱煤种间着火性能方面的差异性;随着氧浓度的提高,煤粉气流的着火方式明显从均相着火向非均相着火转变,其中燃用褐煤时发生着火方式转变所对应的氧浓度为50%~60%,燃用烟煤时约为40%,燃用贫煤和无烟煤时都约为30%;对于烟煤和褐煤,随着氧浓度的提高,对应的最佳煤粉浓度值先增大后减小,而对于贫煤和无烟煤,由于其在整个实验氧浓度范围内基本上都以"非均相着火"为主,因此随着氧浓度的提高,对应的最佳煤粉浓度的值基本上呈缓慢下降的趋势。