煤与生物质中高温共热解特性研究

为了探究煤与生物质在中高温度条件下共热解过程中热解气的释放特性及元素析出规律,本文采用固定床反应器对松木和兖州煤在800~1 200 ℃温度下进行中高温热解实验,借助傅立叶红外气体分析仪和氢气分析仪对热解气的组分进行在线测量,并探索其动力学释放特性。结果表明:各热解气中可燃气体主要为H2、CO和CH4;热解温度升高,共热解气中的H2产量会大幅增加,高达75.4 mg/g反应物,CO产量缓慢增加至184.3 mg/g反应物,CH4产量下降;共热解过程中,H2析出最晚且过程在30~200 s,CO的释放过程比CH4快,且释放体积分数峰值更高,可达61.1 μL/L;生物质的氮结构存在形式主要为更不稳定的氨基酸和蛋白质,热解时NH3和HCN析出更快但释放峰值更低;此外,煤和生物质共热解时的协同作用不影响CO和CH4的释放。本研究可为未来煤与生物质中高温闪速共热解制气以及低碳清洁能源的利用提供一定指导。     

低挥发分煤新型燃烧方式试验研究

为解决低挥发分煤的着火难、稳燃难、燃烧效率低以及结焦等问题，通过模化试验，提出了燃烧器四面墙中心对冲布置的新型燃烧方式。     

低挥发分煤燃烧NOx排放特性的试验研究

无烟煤和贫煤等低挥发分煤在国内许多大型机组上得到广泛使用，该文利用一功率为138kW的小型煤粉燃烧实验台对上述单一煤种及其两者间3种配比混煤的不同配风下NO的生成规律进行了试验研究。通过对试验数据的整理和分析，认为无烟煤和贫煤及其混煤在燃烧过程中氮氧化物的释放主要聚集在煤粉燃烧前期，且混煤和单煤一样NO浓度在炉膛内仅存在一个峰值，焦碳N是低挥发分煤燃烧时形成氮氧化物的主要成分；合适地选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。     

低挥发分煤锅炉燃烧设备选型

低挥发分煤的着火与燃尽是这种锅炉燃烧设备设计选型的首要问题,分析了低挥发分煤的着火与燃尽特性,探讨了强化燃烧与燃尽的技术措施;研究切圆燃烧、墙式燃烧和双拱燃烧对低挥发分煤的适应性;统计分析国内燃用低挥发分煤的切圆、墙式和双拱锅炉的主要设计参数,提出了锅炉炉膛的热力特性参数推荐值。对于锅炉炉型和燃烧系统的匹配问题,推荐出当采用不同的挥发分煤种时,应采用的燃烧系统及炉型。     

煤热解过程中氮分配规律的试验研究

利用热重分析仪对煤的热解过程进行试验研究,考察不同终止温度和试样粒径对烟煤或无烟煤中挥发分氮和焦炭氮转化率的影响.结果发现：碳化程度深的煤热解时,氮更多地保留在煤焦中,反之氮更容易随挥发分析出,形成气态含氮产物;高温有利于氮从煤焦中析出;煤的粒径对挥发分氮析出作用明显,煤粉越细,挥发分氮转化率越高.     

论煤的挥发分与电力生产的关系

电力用煤的挥发分,是影响锅炉稳定燃烧的首要指标。本文阐明煤的挥发分及其不同表示方法的含义,论述它们在电力生产中的应用,指出控制电煤挥发分指标的极端重要性。     

煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性研究

采用固定床热解装置测定并比较不同温度下煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性。结果表明,温度是影响热解气析出的重要因素,三类燃料的热解气产率均随温度升高而增大,同时还得出了各燃料热解产气速率最快的温度区间;提升热解温度有利于煤和污泥中燃料氮向N₂转化,1 300℃时,煤的N₂转化率最高约42.5%,污泥则接近60%;各燃料热解气组分以H₂、CH₄和CO为主,CO₂和N₂含量次之,C₂H₂和C₂H₄最低,污泥和煤的热解气各组分的析出特性相似;同温度下,五种燃料的H₂和CO产率大小顺序相同,均为辣椒秆、污泥、神混煤、石炭煤、韩城煤,对于辣椒秆和污泥而言,通过热解制取高热值燃气(H₂和CO)是一种有效利用途径。     

再燃煤粉轻质挥发分动态析出特性实验研究

在一管式炉上对煤粉高温热解小分子挥发分的动态析出特性及产量、构成等进行了研究。实验选择从烟煤到无烟煤的4种煤,热解温度范围在800~1 200 ℃。实验结果表明：随着热解温度的升高,在动态析出峰值上,HCN、C2H2、CO、H2持续增大,C2H6持续减小,而NH3、CH4及C2H4则是先增大后减小;在各物质析出产量上,HCN、CO、H2随温度而增加,CH4、C2H6随之下降,而NH3、C2H2、C2H4则存在一个最大析出值;烟煤挥发分平均分子量随温度升高而变小,无烟煤则是先变小后增大,在整体上烟煤的挥发分平均分子量要大于无烟煤。此外,在各种研究的小分子挥发分物质中烟煤的析出量均要大于无烟煤的析出量,CO、H2的最大析出量分别与煤中的氧及氢含量多少相对应。     

低挥发分煤燃烧NO_x排放特性的试验研究

无烟煤和贫煤等低挥发分煤在国内许多大型机组上得到广泛使用,该文利用一功率为138kW的小型煤粉燃烧实验台对上述单一煤种及其两者间3种配比混煤的不同配风下NO的生成规律进行了试验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤和贫煤及其混煤在燃烧过程中氮氧化物的释放主要聚集在煤粉燃烧前期,且混煤和单煤一样NO浓度在炉膛内仅存在一个峰值,焦碳N是低挥发分煤燃烧时形成氮氧化物的主要成分;合适地选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。     

煤热解特性及热解反应动力学研究

采用热分析法对煤热分解特性进行了热重分析研究,探讨了粒径和升温速率对煤热解失重过程的影响。研究指出,当粒径小于0.25mm时,磨煤过程中煤岩组分富集对热解的影响会大于传热传质对热解的影响。根据试验数据建立了热解动力学模型,分别用积分法和微分法对热解动力学参数求解,得到煤的热解反应级数为3,热解反应动力学参数的计算结果能真实地反映煤的热解情况。     

混煤热解反应动力学特性研究

利用热天平试验测试数据，采用Coats-Redfern积分方法求解无烟煤和烟煤不同比例混煤的热解动力学参数。在整个活泼热解阶段，无烟煤和烟煤的活化能与其热解反应性的对应关系发生了歧变，无烟煤具有较低的活化能，而烟煤具有较高的活化能。煤的热解机制在不同的反应阶段是变化的，通过热分析手段所得的动力学参数反映的是整个热解区域的平均值。对混煤热解进行分段拟合处理的结果表明，混煤在低温段热解机制为一维扩散模型；中、高温度段热解机制为3级化学反应模型。研究结果表明不能仅从活化能数据判断无烟煤和烟煤混煤热解反应性的高低。     

锡林浩特褐煤与昭通褐煤热解特性研究

本文针对锡林浩特褐煤和昭通褐煤进行热解实验研究,得到热解温度及升温速率对两种褐煤热解规律及产物分布的影响。结果表明,两种褐煤具有相同的热解规律,昭通褐煤热解产物优于锡林浩特褐煤。褐煤热解工艺最优参数为热解温度600℃,升温速率10℃/min。     

生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

提高大型低挥发分煤锅炉运行经济性研究

为提高大型低挥发分煤锅炉运行经济性,通过在不同炉型上实炉试验研究,提出煤粉细度是影响低挥发分煤锅炉飞灰可燃物的主要因素之一,采用极细煤粉燃烧是提高低挥发分煤锅炉运行经济性的主要途径,由此带来的收益远比制粉系统运行成本的增加要大,运行经济性提高。研究成果可在燃用低挥发分煤的在役电厂及新建电厂中推广。     

垃圾焚烧时挥发分的析出与燃烧时间的计算

将垃圾在焚烧炉中受热分解过程视外部烟气对流加热,内部非稳态导热的问题,对球,柱,平板等几种基本形状,计算了热分解时间,工讨论了烟速和垃圾尺寸对热解时间的影响,两段燃烧计算了表明,分段加热未节约总加热时间,但缩短了高温段热解时间,两室燃烧计算了垃圾的热解时间远大于挥发分燃烧反应的时间。     

TGA-FTIR研究煤的热解特性

利用TGA-FTIR联用技术对两种煤在惰性气氛下热解进行了研究,热解终温为1000℃,升温速率分别为20、30和40℃/min,并在线分析了热解产物中的CO、CO2和CH4的生成规律。结果表明,热解组分的析出随温度变化的规律一致,产物的最大量发生在510℃。通过对红外吸收光谱的分析发现,煤热解的挥发分成份的产率与煤化程度有关。煤中的氧含量越高,CO和CO2的释放量越大;氢含量越高,烃类气体释放量越大。     

高灰分高挥发分煤爆炸倾向性研究及应用

煤粉爆炸特性及其判别直接影响电站锅炉制粉系统运行安全,铁法煤的高灰分和高挥发分特征给判别其爆炸特性造成挑战.通过工业分析、热重分析和煤粉爆炸试验,研究了铁法煤爆炸特性.结果显示:铁法煤粉爆炸倾向属于较难爆炸级别,而白音华、神华煤粉爆炸倾向属于易爆炸级别,铁法煤爆炸风险相对较低.设计煤种为铁法煤的电站锅炉混烧其他煤种,特...     

低挥发分燃料反应性试验研究

根据化学反应动力学中的反应速度与温度关系的阿累尼乌斯（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ）经验公式，巧妙地将反应速度处理成温度变化率（上升率），测试出均匀粒度（０．２２～０．４５ｍｍ）无烟煤的挥发物着火的实验活化能。反应性值进一步通过数学手段处理成反应指数Ｔ１５可反映煤中挥发物可燃质的量     

我国低挥发分煤燃烧技术的发展

较全面地总结和评述了我国低挥发分煤燃烧技术的发展,指出“W”型火焰锅炉的大致适用范围是Vdaf=10%～15%的较难着火燃尽的贫煤,其中属中等着火性煤仍可采用常规燃烧方式;应避免特性相差很大或不同煤种的混烧,若不得不掺烧时,应特别注意燃烧系统及其相关设备的设计和运行调试.认为当前应强化低挥发分煤的不同燃烧技术的研究,着重“W”型火焰锅炉的完善化、不同煤种混烧和液态排渣炉低NOx燃烧技术的研究,以适应低挥发分煤燃烧的不同需求.     

生物质与煤混合的热解特性研究

利用热重分析仪研究了生物质麦杆与煤混合的热解特性。实验发现,生物质的掺混能改善煤的热解特性。随着掺混比例的增大,混合燃料热解的挥发分初始析出温度会降低,最大热解速率增大,而最大热解速率对应的温度下降,挥发分释放变得更加集中,挥发分释放特性指数值变大。在热解过程中,麦秆与煤并没有发生明显的协同作用。