气化细渣基础燃烧特性试验研究

煤气化过程中产生大量含碳量较高的气化细渣,其填埋处理不仅占用大量土地,污染土壤和水体,同时造成能源浪费,如何高效环保地对气化细渣进行资源化利用是目前研究的热点。在获得气化细渣工业分析、元素分析、粒径分布、灰成分和微观形貌等基础上,利用热重对气化细渣单独燃烧及与燃料煤混合燃烧特性进行研究,对比了气化细渣与典型煤种燃烧特性的差异,并考虑掺混比例对混燃的影响。研究结果表明:气化细渣的M_(ar)=69. 7%,A_d=54. 5%,w(C_d)=43. 4%,Q_(gr,d)=16. 14 MJ/kg,干化后的气化细渣中碳含量和发热量与对比劣质烟煤相当;干燥后的气化细渣粒径普遍小于200μm,且孔隙结构发达,电镜结果显示其微观结构由球形颗粒和不规则多孔形状颗粒组成。气化细渣与其他煤种燃烧特性对比表明:气化细渣的着火温度和燃尽温度分别为601. 6℃和680. 8℃,着火和燃尽特性比对比煤样和对应的原煤略差。气化细渣和原煤在不同掺烧比例下的热重燃烧试验结果表明,气化细渣和原煤掺烧存在显著的协同效应,与原煤掺烧能显著改进气化细渣的燃烧特性,在25%气化细渣掺烧比例下,气化细渣的燃烧特性得到显著改善,且相比于纯烧原煤,掺烧气化细渣后混煤的燃烧特性未显著下降。研究结果表明,干化后高含碳量的气化细渣极具应用价值,且与原煤掺烧对混煤的燃烧特性影响较小,还能显著改进混煤的燃烧特性,将干化后的气化细渣与原煤掺烧是一种可行的利用气化细渣热值的技术方案。     

煤粉锅炉掺烧气化灰渣适应性分析及预测

近些年,国内煤化工项目出现较多采用粉煤加压气化工艺,生产过程中会副产大量高水分、低热值的气化灰渣。考虑到气化灰渣具有热值可供回收,因此采用合理方式重新利用气化灰渣是此类项目实现节能降耗的新型途径,也是实现煤炭高效清洁利用的有效措施。具体针对某煤化工项目煤粉锅炉拟掺烧气化灰渣的各燃料燃烧特性进行预测和分析,用于对锅炉实际掺烧提供理论指导,达到气化灰渣有效利用和锅炉掺烧稳定运行的目的。     

不同粒径气化细渣的残炭形态及燃烧特性

为深入了解气化细渣的燃烧特性,将气化细渣(BL)筛分,得到BL1,BL2,BL3,借助XRD和SEM-EDS等手段探究了其残炭的形态,利用热重分析法分析了其燃烧特性、混煤燃烧特性及反应动力学.结果 表明:BL中的残炭多分布在大粒径颗粒中,BL1,BL2,BL3中的残炭形态对应着其在气化炉内经历的不同气化历程;热重对比分...     

试论石油焦掺烧煤粉锅炉的运行

从石油焦与烟煤成份的分析及燃烧特性的着手,结合我厂的生产实际与石油焦掺烧煤粉炉的试验数据,分析研究了石油焦对煤粉锅炉运行中稳定燃烧、锅炉热效率、排放指标的影响,进一步阐述了锅炉运行的应变措施,籍以提供一条石油焦在电站锅炉利用的安全经济可靠的途径。     

大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质研究进展

为提高生物质在大型煤粉电站锅炉直接掺烧的安全性和经济性,分析了多种典型生物质与典型煤种的煤质及燃烧性能差异,论述了掺烧生物质后对锅炉主机及辅机的设备适应性及运行的影响,同时分析了国内外煤粉锅炉直接掺烧生物质的典型掺烧方式及特点。结果表明,生物质具有水分高、密度低、挥发分和氧含量高、硫含量低、环保性能好等优势。大型煤粉电站锅炉掺烧生物质时,需充分考虑掺烧生物质对机组设备的适应性及运行参数的影响,重点考虑生物质的全水分、发热量、灰熔融温度和灰成分中Fe2O3、CaO、MgO和K2O等碱性氧化物对燃料制备、储存和输送,锅炉效率,制粉系统出力,带负荷能力及锅炉的结渣、沾污和腐蚀等影响。通过优选生物质种类,掺烧5%～10%的成型生物质对大型煤粉电站锅炉主机、燃烧系统、制粉系统及其他辅机系统运行无明显影响。综合考虑技术可行性、经济性及运行安全性,采用独立喷燃工艺2即利用锅炉备用制粉系统实现生物质独立掺烧的经济性更高。为防止生物质燃烧器的烧损,要求磨制生物质燃料的磨煤机进口风温在100℃以内,以保证磨出口一次风温不超过50℃,以40～45℃为宜。当生物质比例低或掺烧时间短时,可考虑共磨掺烧方案,但需严重控制生物质自燃,确保生物质掺烧的安全性。因此通过优选生物质种类和掺烧方式、控制掺烧比例、优化运行参数等可保证大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质的安全运行。在大容量高参数的煤粉锅炉上直接掺烧生物质具有投资和占地面积少、无或少量设备改造、热效率高、掺烧不受季节影响等优势,目前制约其大规模推广应用的主要原因是生物质不受人工干预的准确计量。     

循环流化床锅炉掺烧气化渣和煤泥的可行性研究

在分析并借鉴气化渣、煤泥利用探索经验基础上,研究分析了气化渣的理化特性及入炉燃烧的可行性。通过流变性试验,确定了气化渣与煤泥以质量比1∶1(含水质量分数30%±2%)混合成浆后通过煤泥泵进行输送。气化渣、煤泥与原煤掺烧的综合发热量可满足锅炉设计的燃料要求,对锅炉效率及其安全稳定运行基本没有影响,可实现煤炭资源的综合利用。该项目实施后,不到2年即可收回投资,经济效益显著。     

电站煤粉锅炉掺烧兰炭试验研究

为考察兰炭在电站煤粉锅炉上的适应性,确定兰炭在煤粉锅炉上的掺烧比例和方式,在充分掌握兰炭燃料特性基础上,在国内首次进行了配中速磨制粉系统的电站煤粉锅炉掺烧兰炭试验。试验结果表明,电站锅炉燃用兰炭具有减轻燃烧器喷口结渣、大幅降低烟气污染物生成量、对低热值煤具有较好替代作用等优势,试验锅炉可以预混掺烧方式实现安全稳定燃用33%比例的兰炭。针对兰炭的强磨损、低燃尽特性对制粉系统以及锅炉安全经济运行可能产生的不利影响,提出了"预混+防磨+燃烧调整"的燃用兰炭原则。     

煤粉炉掺烧造纸污泥的污染物排放

燃煤锅炉掺烧是一种经济可行的污泥处置方式,由于造纸污泥有机质含量较高,采用造纸厂内已建成的燃煤供热锅炉掺烧造纸污泥,既可以减少造纸厂处理污泥的成本,又能利用污泥热能。掺烧造纸污泥可能会使锅炉产生的烟气和灰渣等固体废物中的污染物有所变化。利用造纸厂2×300 MW机组锅炉进行掺烧造纸污泥试验,检测产生污染物的变化情况。掺烧试验共掺烧造纸污泥755 t,燃煤与掺烧污泥的掺混比为22∶1,混合燃料相比燃煤热值稍下降。掺烧试验持续3 d,对烟气、干化污泥、炉渣和粉煤灰进行样品采集,共采集掺烧前3个烟气样品、3个干化污泥样品,各采集1个炉渣粉煤灰的空白样品,共采集掺烧后6个烟气样品、16个炉渣样品及50个粉煤灰样品。检测结果显示,烟气中常规性气体污染物如NO_x增加1.5倍,SO₂浓度略增加,检测出重金属Ni、Zn、Ba、Se、Cr、Mn、Sb、Pb、Cu,其中重金属Ba和Zn浓度较高,空白组烟气未检测出二噁英,掺烧组二噁英类平均质量浓度为1.20 pg/m³(以TEQ计)。相比空白组,掺烧后炉渣中Pb浓度增加最明显,增长2.5倍;...     

掺烧方式对神华煤结渣趋势的影响

介绍了神华煤与其它煤种不同掺烧方式对炉内结渣的影响。对神华煤与兖州煤、大同煤的切换燃烧进行了模拟实验研究,结果表明煤种切换过程中结渣加重,并对加重原因进行了详细分析。最后对间断掺烧方式出现的掉大渣现象进行了分析说明。     

掺烧少量铬渣对水泥生产的影响解毒原理与效果

自1976年化工部组织铬盐攻关会战以来,铬渣用于制水泥的开发工作一直没有停顿,先后有十数个化工、冶金及建材部门的工作和研究单位参与,1981年冶金建筑研究总院[1]就铬渣与煤粉混合还原后作水泥的混合材进行了研究,苏州东升化工厂[2]也作了试验。裕兴化工厂就是用干法解毒铬渣作为混合材用于水泥,用量逐年增加,1989年利用铬渣6000吨,1993年达到9192吨;随后又开发成功用解毒铬渣制彩色水泥和水泥砂浆料[3],利用立窑掺烧少量铬渣烧制水泥熟料也陆续在一批小水泥厂工业化,迄今大约有十家铬盐厂（包括已停产的小铬盐厂）的铬渣不同程度地用于制水泥,其中剑南化工厂建厂以来的铬渣已全部用于水泥厂作为矿化剂制成水泥,厂区内仅有少量周转渣堆存,取得了良好经济与环境效益[4]。     

干粉加压气化细灰锅炉掺烧热量衡算及经济性分析

干粉加压气化产生的细灰含碳量为20%～45%(干基),为节约能源,可将细灰与煤粉混合后输送至循环流化床锅炉中燃烧。本文对此进行了热量衡算和经济性分析。     

水煤浆气化细渣处理分析

对过滤机处理能力不够、设备故障率高,以及细渣量大处理困难、能耗偏高等问题,通过不断试验与探索,实现气化细渣全部回用,不仅改善了压滤装置运行状况,也极大地提高了经济效益。     

干煤粉气化炉灰渣特性分析及脱水优化改造

国家能源集团宁夏煤业400万吨/年煤制油项目采用神宁炉干煤粉加压气化技术,全装置共有28台气化炉,装置产生的粗渣、滤饼处理量大且成本较高。通过对气化装置炉渣水分、堆密度、细度进行分析研究,对灰渣脱水进行优化改造,并对其改造效果进行评价,对减少环境污染,提高水资源回用,以及为后续其他装置渣脱水提供技术支持和经验。     

神华石炭-侏罗纪煤掺烧的结渣性能

神华侏罗纪煤具有易燃、低硫、低灰等优点,但存在易结渣等不足之处;神华石炭纪煤结渣特性则明显优于前者;侏罗纪煤与石炭煤掺烧,可充分利用石炭煤灰的高熔融温度特性以降低混煤的结渣倾向,并保持侏罗纪煤的易燃特性以提高混煤的火焰稳定性,具有低硫、低灰、较高热值、较低钙含量、低结渣、易燃烧等优点,保证了神华配煤在以非神华煤设计的锅炉中不会带来运行上的困难。笔者通过试验提出的神华两类煤掺烧结渣趋势变化图可为神华配煤方案的设计提供依据。     

煤气化细渣预热脱碳工艺燃烧特性研究

煤化工气化工艺会产生大量气化细渣,其含碳量高、烧失量大,不符合建筑掺混原料国家标准和行业标准,产量巨大的气化细渣因缺乏有效的规模化消纳方式,成为现阶段制约煤化工企业可持续发展的重要因素。通过对一种低挥发分低热值燃料恒温预热-脱碳装置的预热脱碳工艺进行机理研究,利用热重试验平台进行恒温热重试验,对低挥发分、低热值燃料恒温预热-脱碳装置内部燃烧过程进行模拟,以对比分析不同预热温度、不同燃烧气氛下粒径分级气化细渣的燃烧特性。研究发现,通入氧气后,气化细渣样品迅速发生氧化反应,900℃、10%O_2下燃尽时间在6.6～9.4 min, 900℃、21%O_2下燃尽时间在3.7～5.6 min,因此在保证NO_x排放量在规定范围的条件下,可适当提高窑内燃烧区氧浓度以缩短燃尽时间。随预热温度的升高,同粒度分级的气化细渣样品的平均质量变化速率增大,燃尽时间缩短,预热温度的提高可改善气化细渣的燃尽特性,在设备安全运行下可适当提高燃烧区温度以更快燃尽。不同燃烧气氛、不同预热温度下,随气化细渣粒度增大,失重量增大,燃尽时间延长,平均质量变化速率递减,该"预热-脱碳装置"可根据物料粒度合理调整物料停留时间实现充分燃尽。     

气流床气化细灰燃烧特性及再利用探讨

针对气流床气化细灰的理化特性及常规锅炉掺烧方式无法有效利用气化细灰中的残炭的技术现状,中国科学院工程热物理研究所研发的气化残炭燃烧技术可作为气化细灰燃烧再利用的技术,该技术中试试验可将气化细粉灰含碳量从约40%降至0.88%,燃烧效率达到98.6%,工业规模燃烧效率达到99.18%;使用该技术处理气化细灰制取的蒸汽成本为55.08元/t,经济效益可达1 575.6万元/a。     

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。     

五通道渣油气化烧嘴掺烧干气工艺探讨

简述了九江合成氨装置五通道气化烧嘴掺烧干气试验过程。通过对掺烧干气试验结果的理论分析,渣油雾滴的减小和雾化角的减小,使燃烧区上移,在保证渣油充分燃烧的前提下,减少火焰对气化炉壁的冲蚀,会有效增加装置运行周期。     

百万塔式炉机组神华煤掺烧试验研究

为了研究塔式锅炉掺烧神华煤的适应性,采用预混和分磨2种掺烧方式,不断提高神华煤掺烧比例,评估锅炉运行的安全性、经济性和环保性。试验结果表明,随着神华煤掺烧比例的升高,灰渣含碳量降低,锅炉效率升高。神华煤预混掺烧比例低于75%时,锅炉汽水参数正常,锅炉没有出现结渣现象,锅炉对掺配煤种具有良好的适应性;神华煤掺烧比例高于75%时,锅炉局部出现结渣。分磨掺烧最高掺烧比例达到60%,锅炉局部出现结渣,并且在相同掺烧比例下,分磨掺烧的锅炉效率高于预混掺烧。长期高比例掺烧神华煤时,应注意加强燃烧器区域和一级过热器区域的监测,避免形成大渣块。     

“煤粉气化燃烧节能减排技术”的推广应用

能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。我国目前能源供需矛盾尖锐、结构不合理;能源利用效率低;一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的环境污染。本文根据国家节能减排的精神,介绍了一种煤粉气化燃烧节能减排技术,不仅节约用煤,而且提高了锅炉与窑炉的热效率,具有广阔的应用价值。