棉籽黑液制备水煤浆的燃料特性分析

用棉籽黑液与黄陵煤粉配制水煤浆燃料具有明显的节能减排效益,利用黏度计和热天平等研究了黑液水煤浆的微观理化特征和成浆燃烧机制。发现棉籽黑液比去离子水更有利于制备高浓度和低黏度的水煤浆,当表观黏度为1000 mPa.s时的最大成浆浓度为63.7%,原因是棉籽黑液中富含的棉籽木质素和有机酸盐等具有表面活性剂功能。当棉籽黑液中固体生物质含量增加时,棉籽黑液的表面张力逐渐降低,使黑液水煤浆的最大成浆浓度进一步提高。黑液水煤浆的着火温度和活化能明显低于煤粉,这是由于水分析出导致煤粉内部产生大量孔隙,并且煤粉表面粘结了许多棉籽生物质促进焦炭着火燃烧。     

内蒙古褐煤的成浆特性

利用阴离子型水煤浆添加剂对2种内蒙古褐煤水煤浆的成浆浓度、流变特性及温升特性进行了研究。实验结果表明:在加入不同添加剂下,2种褐煤水煤浆成浆浓度均较低,在表观黏度为1.0 Pa s下最大只有52.06%,水煤浆的表观黏度均随浓度的增加而增加;在低浓度时,表观黏度随剪切速率变化不大,接近牛顿流体的特征;高黏度时,表观黏度随剪切速率增加而降低,呈现假塑性流体特征;在20～50℃温升范围内,两种褐煤水煤浆表观黏度随温度升高而降低。加入亚甲基萘磺酸盐复合物添加剂后,两种褐煤水煤浆的成浆浓度最高,且在温升范围内表观黏度降低最大;加入木质素磺酸盐添加剂后,水煤浆的表观黏度随剪切速率变化最大。两种褐煤变质程度略为不同,较高变质程度褐煤的成浆特性要优于低变质程度褐煤。     

热解温度对褐煤半焦成浆特性影响的实验研究

采用低温热解法(450-650℃)对褐煤进行改性处理,研究热解终温对褐煤半焦成浆特性的影响,并从煤质特性和微观孔隙结构的角度对成浆性改变的原因进行了分析,选用Herschel-Bulkley模型对浆体流变特性进行拟合分析,直观地显示了水煤浆流变特性随浆体浓度和热解终温的变化情况.实验结果表明:低温热解有效地提高了褐煤的成浆性能,褐煤水煤浆的最大成浆浓度由改性前的44.31%,最大可升至66.78%,热解终温越高,定黏浓度越大.在表观黏度相近的情况下,热解终温越高,半焦水煤浆的稳定性越好.低温热解能有效脱除褐煤中的水分,促进含氧基团的分解,提高煤阶.热解后,煤的孔隙结构发生变化,热解终温升高,孔比表面积和孔容积减小.     

再燃区水煤浆脱硝反应特性的试验研究

为了解水煤浆的再燃脱硝特性，于固定床反应器上，模拟再燃区反应环境，利用组成为O2=4%，CO2=16%，NOx= 400 mL/m3，平衡气Ar的模拟烟气，在反应温度900~1200℃，过量空气系数在0.7~1.1的范围内，研究了水煤浆的再燃脱硝表现和影响因素。试验发现，水煤浆的再燃脱硝能力是煤粉和水综合作用的结果；其脱硝效果与成浆煤种相关，随再燃区过量空气系数的增加而减弱，与再燃区温度成正比，与成浆煤粉粒径和煤浆浓度成反比。试验获得的最高水煤浆脱硝率为64%。优良的脱硝特性揭示水煤浆是一种优质的再燃燃料，具有广阔的再燃应用前景。     

超细化煤粉表面形态分形特征

该文将合山、晋城煤分别制成4种不同粒度的常规煤粉与超细化煤粉进行了试验研究。采用英国Malvern公司的。MAM5004型激光粒度分析仪测定合山煤、晋城煤各4种不同粒径煤样的粒度分布。采用美国：Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定煤样的比表面积和孔隙。采用美国LECO公司的CHN600型元素分析与，MAC-500型工业分析仪测定的工业分析与元素分析数据。运用分形理论和等温吸附理论及燃烧原理，分析煤粉颗粒粒度对其表面结构：比表面积，孔容积，孔径分布及其燃烧特性的影响。试验研究与理论分析表明，随着煤粉粒径的减小，煤粉颗粒的孔隙中小孔的数目增多，平均孔径减小，吸附量与吸附表面积增大，表面结构复杂，表面分形维数增高，有利于煤粉颗粒的燃烧。煤颗粒的表面分形维数能很好地反映煤粉颗粒的物理结构特性，并进一步提供有效的煤粉颗粒燃烧特性信息。超细化煤粉具有复杂的表面结构和高的表面分形维数，通过超细化改变煤粉的物理结构，完善燃烧特性，证明超细化煤粉燃烧是一种具有发展潜力与前途的煤粉燃烧新技术。     

西南地区水煤浆气化煤种与添加剂的评选

对西南地区4个用于水煤浆气化的备选煤种和添加剂进行了评选。广安煤、黄桷庄煤由于灰分高、热值低而不适合水煤浆气化。桐梓煤和恒远煤的成浆特性试验表明:桐梓煤的适用添加剂是HNF和FP,当HNF的用量为0.3%～0.4%时,煤浆浓度可达到66.31%,表观黏度低至652 mPa.s;恒远煤的适用添加剂是HNF,当其用量为0.5%～0.6%时,最高煤浆浓度为60.93%,表观黏度为394 mPa.s。     

棉杆热解过程中焦孔隙结构演变及分形特征

为了解生物质热解过程中固体焦孔隙结构的演变行为,采用氮气等温吸附法研究了热解过程中棉杆颗粒孔隙结构的变化规律,并引入分形维数对其进行定量的描述.结果表明,热解过程中棉杆焦孔隙结构微孔与中孔先增多后减少,而大孔比例变化不大.棉杆热解焦的BET比表面积(SBET)随着热解温度的升高,经历了一个先增大后减小的过程,从450℃开始,SBET迅速增大,在650℃时达到最大值,而后逐渐减小.随着热解温度的升高,棉杆焦表面分形维数先增大后减小,表明棉杆焦在热解过程中孔隙表面经历了复杂的结构变化.分形维数与BET比表面积存在一定的关联性,且分形维数能更好地表征热解焦表面孔隙结构特征.     

直接预测脱硫剂煅烧产物孔隙分形维数的模型

分形维数是分形几何结构特性的一个重要参数，其反映了几何结构的光滑规则程度，该文在石灰石分解和CaO晶体烧结模型基础上，预测出石灰石分解所生成CaO孔隙的比表面积和孔隙率，以比表面积和孔隙率为参数，根据提出的孔隙分布模型，计算出CaO孔隙中孔容积的分布情况，结合分形介质中孔隙分布与分形维数之间的关系方程，直接预测出石灰在各种煅烧条件（煅烧温度，CO2浓度等）下，分解产物CaO孔隙的分形维数，并进行了实验验证，结果表明：所建立的模型是可靠的，可以对石灰石煅烧产物CaO孔隙结构的分形特性进行预测。     

褐煤及其混煤燃烧NOx生成的试验研究

大气中氮氧化物（NOx)是目前国际上普遍关心的环境保护问题之一。特别是在我国,大型电厂锅炉多燃用两种或两种以上的混煤,因此研究混煤燃烧过程中氮氧化物的排放特性具有重要意义。该文在容量为640MJ／h的煤粉燃烧试验台上,对某电厂燃用的几种褐煤及其混煤的NOx动态排放特性进行了研究。着重考察了氧浓度、煤粉细度、水分、煤粉含氮量以及一二次风比例对氮氧化物排放量的影响。结果表明：过剩氧量对NOx浓度水平影响很大,当其它条件不变时,NOx排放浓度随炉膛出口过剩氧量增大而上升;煤中水分含量的不同,对NOx排放浓度水平有一定的影响;煤越细,NOx排放浓度越高;随着煤粉含氮量的增加,NOx的排放浓度也在增加;一次风率越大,氮氧化物排放量越大。大型电厂锅炉高效清洁燃烧提供了理论依据。     

基于分形理论的SF_6/N_2混合气体放电仿真

为了研究SF_6/N_2混合气体电介质击穿现象,利用编写的Matlab程序对放电通道发展过程进行数值模拟,并结合分形几何原理计算放电树枝的分形维数。基于分形理论,建立了考虑空间电荷分布和引入物理时间的棒-板分形放电仿真模型,通过有限元方法(FEM)计算空间电场,并首次结合通量校正传输(FCT)法求解带电粒子连续性方程,研究了不同发展概率指数、不同放电阈值和SF_6含量变化下分形放电特性。结果表明:概率指数越大,SF_6含量越高,则分形维数越小,放电树枝分叉也越少;体积含量50%/50%的SF_6/N_2混合气体放电分形维数D=1.219 2,整个放电过程流注发展平均速度为1.15Mm/s,并得到了不同时刻空间电荷及轴向电场与电子浓度的分布。     

俄罗斯煤和平朔煤混煤的粉碎机理和可磨性规律研究

煤的哈氏可磨性指数(HGI)是煤磨碎过程中的一个重要参数,为进一步研究单煤及其混煤的磨碎过程和可磨性变化规律,采用哈氏可磨性指数测定仪对俄罗斯煤和平朔煤及这两种煤的不同比例的混煤进行HGI测定,并用激光粒度仪对粉碎后的煤样进行粒度分析。试验结果表明,俄罗斯煤和平朔煤在哈氏可磨仪中的粉碎过程由体积粉碎和表面粉碎组成,其中以体积粉碎为主,而它们混煤的粉碎过程呈表面粉碎增加的趋势;且混煤经过哈氏可磨仪磨碎后的煤粉颗粒分布趋向两极化;两种可磨性较差的煤混配起来的煤种可能变得较易磨细,选择合适的质量配比比例可以提高混煤的可磨性指数。     

水煤浆再燃降低锅炉NOx排放的实验研究

为明确锅炉采用水煤浆再燃技术时的整体NOx控制效果和影响因素,利用神华煤,在0.25 MW沉降炉上,分别以煤粉和水煤浆为再燃燃料,进行了再燃NOx控制实验。结果显示,水煤浆再燃时的脱硝效果优于煤粉;一定范围内,较高的再燃比有利于锅炉整体再燃脱硝;锅炉主燃区宜采用氧化性氛围,此时该处的过量空气系数与脱硝效果呈现二次曲线关系;水煤浆再燃脱硝率与再燃区过量空气系数成反比。实验证实,水煤浆是一种较优的再燃燃料,可被广泛应用,以实现对工业炉NOx排放的有效控制。     

高浓度CO2气氛下煤粉的燃烧及其孔隙特性

采用热力工况与实际煤粉炉相近的沉降炉,获取了不同环境气氛、不同燃烧温度下的煤焦试样并采用低温氮吸附仪测定了其吸附曲线。实验结果显示,相同的实验条件下,相同O2浓度的O2/CO2气氛下煤焦的燃尽率较低,各试样的孔比表面积和比孔容积均较小,在O2/CO2气氛下所取煤焦试样的分形维数均小于相同O2浓度的O2/N2气氛下所取煤焦试样的分维,表明大量高比热性CO2气体的存在不利于煤焦颗粒燃烧反应的进行及其孔隙结构的发展。同时,吸附等温线及其回线的形态表明,所取的试样具有完整且连续的孔结构体系,孔径范围小至分子级孔,大至无上限孔(相对而言)。研究结果为深入认识O2/CO2气氛下煤粉的孔隙结构与其燃烧特性的关系提供了基础。     

水煤浆挥发分再燃对NO还原的影响

为了解水煤浆再燃过程中均相还原反应效果的影响因素,在固定床反应器上,利用合成烟气模拟再燃区环境,对不同煤种的水煤浆,在不同的浓度、再燃区温度、氧气浓度、颗粒粒径对挥发分再燃效果的影响进行了研究。实验结果显示：挥发分的再燃效果随着水煤浆浓度的降低而升高,随着煤阶的降低而增加。另外,挥发分含量相同,含氮量高的再燃效果要好一些。再燃区反应温度的升高有益于水煤浆挥发分的释放以及再燃反应。挥发分作为再燃燃料时,再燃区烟气含氧量的影响最大,再燃效果随含氧量的增加而降低。制浆原煤粒径的大小对挥发分再燃的效果有所影响,随粒径的减少再燃效果略有增加。     

配煤对水煤浆性质的影响

通过对石港、小屯、兖州、黄陵4种煤进行单煤制浆及不同比例2种煤的配煤制浆实验,研究配煤制浆对水煤浆的成浆性、流变性及稳定性的影响。单煤的成浆性研究表明:不同煤种成浆浓度有差异,氧碳比低的煤种成浆性较好,最大成浆浓度较高;水煤浆在一定浓度范围内具有剪切变稀的非牛顿流体特性,且浓度越高剪切变稀特性越明显。配煤制浆中,由于煤种间的相互作用效果不同,同一种煤与不同的煤分别相配,以及配比的不同,对水煤浆的流变性及稳定性影响不同;配煤制浆对浆体的成浆性影响具有明显的非线性特点,实验中配煤制浆的实际成浆浓度和线性加权平均得到的最大成浆浓度间最大相差1.82个百分点。稳定性试验表明,在正常的水煤浆浓度下,无论是单煤还是配煤制取的水煤浆,20天后析水率都比较合理,在15%以下。不同的煤种配煤制浆后对稳定性有不同的影响。     

典型贫煤与无烟煤混煤配比优化实验

不同燃烧性质的燃煤在掺混后,其掺混比例对于最终混煤的着火特性、燃尽特性、结渣特性等具有显著的影响。对典型的贫煤和无烟煤进行了不同掺混比例下的灰成分分析、可磨性指数测试和磨损指数测试,利用热重分析仪获得了不同掺混比例混煤的燃烧特性曲线。随着无烟煤掺混比的增加,混煤的燃烧特性和可磨性及磨损特性单向恶化。考虑到煤价因素,贫煤和无烟煤存在一个最佳掺混比。提供了典型贫煤和无烟煤在不同掺配目的下的掺配比例优化方法。     

双进双出正压直吹式制粉系统动静态分离器的选型分析

磨煤机和煤粉分离器是锅炉制粉系统重要的设备,选择磨煤机主要依据煤的特性,其中以挥发分Vdaf、水分Maf、可磨性系数Khm、磨损指数Ke及由它们决定的煤粉细度R90为主选择。而煤粉分离器一般根据磨煤机的型式选择。国电聊城发电有限公司2×600MW超临界锅炉双进双出冷一次风正压直吹式制粉系统配置了动静态煤粉分离器。文章介绍了双进双出钢球磨煤机配置动静态分离器的选型分析,并对制粉系统性能进行初步分析。     

WMZF-1型锅炉煤质在线分析仪的开发及应用

WMZF - 1型锅炉煤质在线分析仪是一种性能先进的煤质实时测量仪器 ,它利用微波双桥路法在线测量锅炉煤粉的灰分、水分、挥发分和低位发热量 ,并将所测得的数据在集控室微机屏上实时显示 ,还可并入DCS系统 ,为优化锅炉燃烧提供准确的煤质指标。当微波前进方向与煤粉的流动方向成 90°时 ,在某频率段 ,煤中混合碳含量与微波的相角呈一定的比例关系 ,可得出微波吸收和相角变化与煤质参数的关系式 ,使煤质在线分析仪能实时显示出该燃煤的低位发热量Qnet,ad、挥发分Vadf、灰分Aad和水分 4项煤质指标。