回旋区内喷吹煤粉燃烧行为的数值模拟

建立了直吹管-风口-回旋区下部区域内气固流动、传热和煤粉燃烧的数学模型,基于实际高炉工艺参数,借助商业软件通过数值模拟的方法研究了煤粉粒度、鼓风含氧量和鼓风温度对煤粉燃尽率的影响. 结果表明,煤粉粒径由120 mm降低到70 mm,燃尽率提高35.928%;鼓风含氧量由21%增加到30%,燃尽率上升16.542%;而鼓风温度由1423 K增加到1498 K,燃尽率仅提高8.897%. 脱挥发分过程和氧气供应是决定燃尽率高低的两大因素. 此外,在研究变量对喷吹煤粉燃尽率的影响时,模拟区域应同时包含直吹管、风口和回旋区.     

高炉回旋区喷吹煤粉三维模拟

建立了高炉回旋区喷吹煤粉的气固两相流动、辐射和燃烧三维数学模型,用商业软件模拟了高炉回旋区内流场、温度场及组分变化,研究了鼓风富氧率、鼓风温度、鼓风速度对高炉回旋区的影响. 结果表明,气体在回旋区内的流动可分为沿风口方向的高速射流区和在回旋区上部的回旋流动. 回旋区内温度分布不均匀,回旋区下部温度较高,热量沿回旋区边界向上部传递. 沿风口中心线O2不断被消耗,CO2含量随O2含量减少而增加,在O2基本耗尽时达到峰值. 随CO不断生成,CO2含量逐步减少,直至消失. 提高鼓风富氧率、鼓风温度及增加鼓风速度能促进煤粉燃烧,提高煤粉燃烧速度.     

提高潞安喷吹煤粉燃烧率的工业模拟燃烧实验研究

采用六种助燃剂配成几组混合助燃剂,在高炉喷吹煤工业模拟燃烧装置上,模拟高炉风口回旋区的煤粉燃烧状况,测定添加不同助燃剂时潞安喷吹煤粉的燃烧率;结果表明,组成为CeO2、CaCO3、MnO2、Fe2O3的助燃剂是潞安喷吹煤较为理想的助燃剂。     

分解炉中煤粉燃尽特性的试验研究及评价

通过高温悬浮试验反应台模拟了不同温度和O2情况下,水泥工业所用的4种典型煤粉的燃尽特性。试验表明,温度提高、燃烧气氛中O2含量的增加有利于提高煤粉的燃烧效果,尤其对无烟煤有较大的影响,但温度及O2的进一步增加对烟煤的影响则较小。根据煤粉的燃烧特性,结合分解炉的特点提出了评价分解炉中煤粉燃尽特性的特征燃尽度和相对燃尽时间,认为只要出分解炉煤粉燃尽度≥90%即可确保分解炉设计的可靠性及合理性。根据煤粉在特征燃尽度下的相对燃尽时间可指导实际分解炉的开发和对现有分解炉实施改造,以确保和提高煤粉在分解炉中的燃烧效果,从而保证分解炉的运行可靠。     

高炉喷吹煤粉的热解过程及其动力学规律

采用热重分析法(TGA)对国内几家钢铁厂喷吹煤粉(天铁、武钢、马钢)的热解过程及其动力学规律进行了研究.实验中升温速率分别为10、20、40℃/min,终温为1000℃.热解在氮气气氛下进行,并用高纯氮气作为保护气体.实验结果表明:喷吹煤粉样的热解特征温度基本随挥发分的增大而降低.随着升温速率的提高,喷吹煤粉的最大热解速度提高.对应的峰值温度升高,最终失重率呈上升趋势.通过用积分法对热解动力学参数求解,得到喷吹煤的热解反应级数为2,热解反应动力学参数的计算结果真实地反映了喷吹煤粉的热解情况.     

高炉喷吹煤粉添加剂热重实验研究

利用热重分析法研究了9种添加剂对煤粉燃烧性能的影响.利用TG-DTG曲线对配加不同添加剂的煤粉试样在不同温度下的煤粉燃烧率、煤粉初始剧烈燃烧温度、最大反应速率进行比较,并采用曲线拟合方法分析比较了煤粉燃烧的平均反应速率.综合热重分析得出,配加添加剂的5#煤粉试样的综合燃烧性能明显优于原煤,与原煤相比,煤粉开始剧烈燃烧温度降低了14℃,600℃时的煤粉燃烧率提高了11.94%,平均反应速率提高了8.7%.可考虑将5#试样所配加的添加剂作为煤粉助燃剂应用.     

废塑料的添加比例对煤粉燃烧的影响

采用热重分析法,对比研究了不同比例废塑料对川煤集团瘦煤和务本精煤燃烧特性的影响. 结果表明,添加废塑料可提高煤粉的最大失重速度,降低煤粉的着火点、燃尽温度和最大失重速度时的温度,能有效提高煤粉燃烧率;在添加比例相同时,废塑料对低挥发性煤粉的助燃效果优于挥发分相对较高的煤粉,且在较低温度区域(500℃)的助燃作用最为明显;在添加比例不同时,当添加量较大时,比例为20%左右时助燃效果最为明显;当添加量较小时,添加0.5%即能使煤粉燃烧率明显提高.     

富氧输送对煤粉燃烧性能的影响

实验研究了某钢铁厂2种喷吹用煤粉在空气和纯氧气氛下的热解特性及输送介质含氧量对其爆炸性和燃烧率的影响. 结果表明,纯氧气氛下煤粉的热解性能明显优于空气气氛;当输送介质含氧量低于51%(j)时,煤粉无爆炸性,高于61%(j)后煤粉呈弱爆炸性,且随含氧量增加爆炸性增强;富氧输送有助于提高煤粉的燃烧率,含氧量每增加10%,煤粉燃烧率提高1.97%;煤比(1 t铁消耗的煤粉量)增加会降低煤粉燃烧率,煤比每增加10 kg/t,燃烧率降低1.13%.     

富氧气氛下煤粉燃烧及动力学特性的实验研究

采用综合热分析仪研究了两种煤粉在三种不同粒径范围下氧浓度对其燃烧特性参数的影响,并计算得到各工况下的动力学参数.结果表明,随着氧浓度增加,燃烧DTG曲线向低温区移动,着火及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善,尤其对粒径较大的煤粉改善更为明显;煤粉燃烧反应低温段的反应活化能和频率因子比高温段低,反应级数较小;不同氧浓度下,煤粉燃烧活化能和频率因子间存在动力学补偿效应.     

热分析试验评价节煤剂对煤粉燃烧过程的影响

为探究节煤剂产品特性,本文利用热分析方法讨论了3种节煤剂对煤粉燃烧过程的影响。结果表明,添加不同节煤剂,#1、#2、#3煤样着火点分别降低了9.2 ℃、11.2 ℃和88.9 ℃,并且提高放热效率。燃尽指数表明,节煤剂使#1和#2煤样燃尽性能提高,而#3燃尽性能变差。动力学计算表明,节煤剂能够降低煤粉从着火点到最大燃烧速率阶段的反应活化能,从而提高该燃烧过程的反应速率。     

含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的研究分析

为了高效低成本处理含油污泥,提出了含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的工艺。重点介绍了采用雾化喷燃含油污泥的过程,揭示了含水率对于污泥特性影响,探讨了在不同含油污泥与煤混烧比条件下,锅炉效率和污染物排放的变化规律。结果发现污泥含水率越低,炉膛里面的能量损失越小。含水率为90%时,具有较优流动特性。掺烧污泥对燃煤锅炉效率影响较小,在最大污泥掺烧比条件下混合燃烧效率比煤粉单独燃烧时锅炉效率仅减小0.17%。掺烧处理每吨污泥耗煤0.14t。分析表明:处理某大型化工厂的3万t/a污泥的运行费用折合标准煤为4 248t。因此,污掺烧具有较好的环保经济效益。     

煤粉低尘燃烧器内燃烧特性的数值模拟

介绍了一种用于中小型工业窑炉的新型煤粉低尘燃烧技术,利用计算机数值模拟考察了煤粉低尘旋流燃烧器的特性. 在合理选择气相流动、固相流动、煤燃烧及NO的生成等模型的同时,针对旋流燃烧场中固体颗粒在壁面附近的碰撞及熔融特性,探讨了煤粉在壁面处的运动模型,并以此为基础考察了燃烧场的两相流动特性,模拟了燃烧器内煤粉的燃烧过程及各物理量的分布. 在与实验比较的基础上,对燃烧器的结构进行了改进. 结果表明,在低化学计量比下,改进后的燃烧器性能更好,颗粒在燃烧器内充分燃尽,在保证液排渣效果的同时,NO的排放远低于常规液排渣旋风器的NO排放量.     

煤粉工业锅炉燃烧器研究进展

燃烧器作为煤粉燃烧技术核心关键设备,主要作用是将燃料与空气合理混合,使燃料稳定着火并形成某种流场以利于后续完全燃烧。实现安全节能环保燃烧,必须根据燃料的特性,选择合理的燃烧器类型及布置形式。因此,本文介绍了国内外几种典型的旋流燃烧器的分类及其特点,并总结了旋流燃烧器的发展趋势。     

煤粉燃烧率与粒度组成的研究

试验研究不同煤种燃烧率和煤粉粒度组成关系。研究表明烟煤存在最佳燃烧率的粒度组成值。当考虑到磨煤能量消耗,无论是烟煤还是无烟煤,都有合适的粒度组成范围,根据研究结果推荐值是将煤粉-0．074mm比例定为60％-80％。同时也初步探讨了煤粉燃烧率与镜质组反射率之间的关系,得到了一些有益的结果。     

航天炉粉煤气化装置新疆保利煤试烧运行总结

为解决原料煤供应的地域和煤种差异问题,结合航天炉粉煤加压气化技术特点,对新疆保利煤和陕西神木煤按不同比例进行掺混试烧。总结掺混试烧期间气化炉工况和对消耗的影响,得到了陕西神木煤与新疆保利煤掺烧的最佳工艺条件,即神木煤：保利煤=30％：70％、操作温度控制在1350～1450℃,在此条件下的工况和工艺指标稳定,入炉煤耗最低;但综合各因素,神木煤：保利煤=50％：50％的经济效益最佳。     

水冷壁粉煤气化炉多煤种试烧总结

简述了日处理煤30t的单喷嘴水冷壁粉煤气化中试装置试烧北宿煤、鲍店煤、田坝煤和南屯煤的过程。通过试烧，确定了各煤种的气化炉操作温度、氧煤比及挂渣情况，对试烧过程中出现的主要技术问题和解决方法进行了分析总结，并对中试装置在硬件上的不足进行了改造。     

综合热分析法研究催化剂对煤粉燃烧过程的影响

利用综合热分析仪研究了Ce2(CO3)3, CeO2, CaCO3, CaO 四种化合物对煤粉燃烧过程的影响. 重点研究了稀土金属化合物Ce2(CO3)3在不同添加量和不同粒度时对煤粉燃烧过程的影响. 结果表明,Ce2(CO3)3能够显著促进煤粉的燃烧过程,降低着火点温度. 添加量为1.0%时,煤粉着火温度降低约30℃,助燃性能优于其他3种催化剂. 在添加量小于1.0%时,Ce2(CO3)3添加量越大,着火温度越低. 在Ce2(CO3)3不产生团聚的情况下,催化剂粒径越小,煤粉的着火温度越低.