100t/d气化飞灰预热燃烧锅炉设计与运行

煤气化技术是煤炭梯级利用的主要方式之一,近年来发展迅速、使用广泛。但煤气化过程无法将煤中的碳全部转化利用,煤经过气化后仍有部分可燃物残留在气化飞灰中。其中循环流化床煤气化产生的气化飞灰碳含量相对较高,低位发热量达12~25 MJ/kg,若能加以利用会显著提高碳的利用率。气化飞灰的挥发分极低,传统燃烧技术很难处理。为了实现气化飞灰的高效燃烧,并同时控制燃烧的NO_x排放水平,提出并发展了预热燃烧技术。该技术将气化飞灰在流化床预热燃烧器中进行预热,在缺氧条件下通过化学反应产生热量将燃料自身预热至850~950℃并脱除部分燃料氮,再将预热后的燃料通入煤粉炉炉膛,在炉内通过分级配风实现高效低NO_x燃烧。针对一台采用预热燃烧技术的气化飞灰预热燃烧锅炉,开展调试和工程试验,通过考察预热燃烧器和炉膛内的温度分布和变化规律、气化飞灰的燃烧效率以及NO_x原始排放,研究气化飞灰的预热特性、预热后的高温气固混合燃料的燃烧特性和NO_x排放特性。结果表明,预热燃烧锅炉可以燃用挥发分3%的气化飞灰,锅炉运行稳定,气化飞灰燃烧效率可达98%以上,NO_x原始排放浓度最低可达261.94 mg/m~3,经脱硝处理能达到超低排放。预热燃烧锅炉实现了气化飞灰的高效低氮燃烧,证明了预热燃烧技术在超低挥发分燃料处理方面的可行性和技术先进性。     

神木烟煤流态化预热中煤气生成特性

预热燃烧具有燃料适应性广、负荷调节快及污染物排放低等优势，是一种新型的高效清洁燃烧技术。其中，煤粉流态化预热后产生的预热煤气既能反映预热过程中煤粉的改性程度，又对后续燃烧效率及NO_x排放有重要影响。因此，煤粉流态化预热后产生的预热煤气是控制燃料转化及低NO_x排放的关键。基于煤粉流态化预热转化过程，在温度可控的千瓦级煤粉预热燃烧试验平台上，研究了预热温度、循环流化床空气当量比、煤粉粒径对预热煤气生成特性的影响。结果表明，850～950℃,随预热温度升高，热解反应及气化反应增强，煤气中CO₂体积分数下降，CO体积分数增加，H₂体积分数先增加后不变，CH₄体积分数则先增加后减小，煤气品质改善，热值由2.86 MJ/m³增至3.61 MJ/m³;循环流化床空气当量比从0.3增至0.5时，氧化反应增强，煤气中CO₂体积分数增加，CO、H₂、CH₄体积分数降低，煤气热值由3.44 ...     

煤粉预热对高炉喷吹中煤粉燃烧行为的影响

通过建立数学模型,在Fluent软件的基础上结合自编程序,对不同预热温度下高炉喷吹煤粉的燃烧进行了模拟,得到了预热温度对煤粉燃烧的影响规律. 模型中包含了煤粉与O2, CO2及水蒸汽的异相反应,且考虑了焦炭的燃烧反应. 确定了回旋区的大小与形状,将煤粉燃烧空间划分为4个区域,对不同区域分别提出不同假设进行处理. 计算结果表明,煤粉预热后进行喷吹可促进煤粉在风口前提前气化,使煤粉的燃烧区域前移,提高了煤粉在回旋区的燃尽率;预热温度每提高50℃,煤粉在回旋区的燃尽率平均提高2%.     

煤粉工业锅炉燃烧兰炭试验研究

为提高兰炭在煤粉工业锅炉上的燃烧效率,以陕西煤业化工集团生产的兰炭为原料,进行煤粉工业锅炉燃烧试验,分析了兰炭着火、稳燃、燃烬情况;针对兰炭燃烧过程中存在的问题提出解决方案。结果表明:高效煤粉工业锅炉双锥燃烧器的独特结构和浓相燃烧的方式,为兰炭的着火和稳燃提供了良好条件。在过量空气系数1.2,一、二、三次风比例分别为0.11、0.47、0.42,预热时间3 min,伴燃时间4 min的条件下,实现了兰炭粉的着火和自维持稳定燃烧,燃烧期间后部温度保持在550℃,炉膛中部温度大于800℃。针对兰炭燃烧存在燃烧器内燃点靠后、着火区域温度低和兰炭燃烧不完全等问题,提出可通过调整燃烧室的结构和尺寸,使燃烧器蓄热能力增强,延长煤粉预热时间,产生更多高温回流烟气,使兰炭在燃烧器中快速着火并稳定传播到炉膛,降低兰炭灰残炭率,提高燃烧效率。     

中科院突破低阶煤分级转化关键技术瓶颈

正中国科学院工程热物理所研发的预热燃烧技术已经实现半焦、残炭的高效燃烧和氮氧化物的低排放,突破了制约我国低阶煤分级转化的关键技术瓶颈。我国低阶煤储量接近5000亿吨,约占煤炭探明储量的42%。低阶煤的分级转化是指将煤炭通过热解或气化提取油气,剩余的半焦或残炭作为高品位洁净燃料燃烧发电的煤炭利用方式,可谓将煤炭彻底"吃干榨净"。     

双锥燃烧室燃用半焦的试验研究

为实现半焦在煤粉工业锅炉中的高效燃烧利用,根据半焦燃烧特性分析和CFD(计算流体动力学)数值模拟结果,提出针对高效煤粉工业锅炉常规双锥燃烧室的燃用半焦技术改造措施,分别采用常规和半焦燃烧室进行半焦粉燃烧试验。结果表明:半焦相比神府煤着火温度高、燃烬温度高,燃烧特性指数值均偏低;与常规燃烧室相比,半焦在半焦燃烧室燃烧时,着火更迅速,预热时间和伴燃时间均缩短1 min。起始着火位置前移,空气过量系数范围拓宽,炉膛轴向最高温度下降、温度分布更均匀,残炭率由57.54%降低为6.89%,实现了半焦在高效煤粉工业锅炉中的高效稳定燃烧。     

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。     

煤粉预热-低氮燃烧机理及颗粒物协同控制

通过燃烧优化有望实现煤粉高效低氮燃烧与颗粒物(PM)的协同源控制,也是完成低碳的重要清洁燃烧方式。为阐明预热-燃烧过程NO和PM生成特性和减排机理,针对预热过程中煤氮的析出、挥发分氮的转化以及预热-燃烧过程NO的生成和还原机制及PM生成展开研究。烟气中主要气体组分和PM分别采用烟气分析仪和荷电低压撞击器(ELPI+)测量和记录。结果表明,气相过量空气系数(α_gas)可作为以气相反应为主的预热区反应性(氧化性或还原性)的有效判据。适当增大预热区过量空气系数(α_p)会增加预热区NO生成,但明显降低整个预热-燃烧过程中NO生成。高预热温度可显著降低NO的生成,预热温度由1 200 K升至1 600 K时,NO降低效率由42.25%提高至51.44%。然而,α_p持续增加将减弱NO脱除率的下降趋势。燃烧温度升高对焦炭氧化生成NO和焦炭还原NO过程均有促进作用,但对NO生成的促进作用更显著。同时,预热-燃烧降低细颗粒物生成,尤其是PM_0.3生成量减少27.57%。预热-燃烧技术可实现燃烧过程中对PM和NO生成的...     

75t/h锅炉燃烧器改造的可行性

双通道煤粉燃烧器就是将一次风分为上下两通道,两股一次风是以贴壁受限射流形式进入一个突扩稳燃腔,在稳燃腔内上下两股一次风之间设计一个回流空间,用以卷吸炉内高温烟气加热一次风粉气流,预热点火,上下两股一次风气流可以防止稳燃腔喷口上下壁在燃烧运行中不变形烧坏、不结渣。浓相煤粉气流降低了煤粉着火热,缩短了着火距离,使煤粉提前着火,点燃淡相煤粉气流,淡相煤粉气流的及时混入有利于提供煤粉燃烧所需的氧气,有利于提高煤粉的燃尽度。大大降低着火期间煤粉气流的辐射散热,提高了燃用难燃煤种及劣质煤时的着火稳燃能力。     

在预分解窑中使用劣质煤的体会

我公司2500t/d熟料生产线,其窑规格为覫4.00m×600m,预热器为双系列五级旋风筒,分解炉为TD F炉型,窑头和分解炉都采用了三风道喷煤管,熟料冷却机是充气梁冷却机。由于受煤炭能源紧张的影响及考虑降低生产用煤成本,我们改用了低挥发分、高灰分、低热值的劣质煤作燃料,在生产操作和控制中出现了一些问题,为此我们采取了相关的技术措施使问题得到了很好的解决。本文就此作一总结。1煤粉燃烧特性众所周知,煤粉颗粒燃烧过程一般分为预热、挥发分分馏与燃烧、固定碳燃烧三个过程。在挥发分没有燃烧完之前,焦炭颗粒被挥发分和燃烧产物的气体包围…     

高效节能型低氧、低氮化物煤粉燃烧热风炉在褐煤干燥提质生产线的运用

所述高效节能型扩散式煤粉燃烧热风炉为煤炭干燥提质成型提供低氧、低氮化物可调型、稳定安全的热源。节省了热风炉原煤堆棚与场地,以及煤粉(粒)制备系统。该系统采用了煤粉燃烧多级配风与CO/CO2废气循环风回流技术,稳定供应低氧低氮化物高温热风,以确保后续系统长期安全稳定的运行。     

气化细粉灰预热无焰燃烧煤氮转化与NOx排放特性

为实现煤化工固废——气化细粉灰的清洁高效利用,采用先进的煤粉自预热燃烧技术,在30 kW固体碳基燃料预热无焰燃烧试验平台上,针对不同预热温度、不同预热燃烧器当量比下的烟煤经循环流化床气化后,细粉灰中氮的转化及NO_x排放特性进行试验研究。结果表明,气化细粉灰能在该试验系统上实现稳定的无焰燃烧。预热可明显改善气化细粉灰的燃烧特性改善具有重要作用。几乎全部挥发分氮在预热燃烧器内的强还原性气氛下提前脱除,主要向N_2、NH_3与HCN三种含氮物质转化,焦炭氮为后续燃烧中NO_x的主要来源。预热温度对预热过程中煤氮向N_2的转化率影响显著,预热燃烧器空气当量比直接关系煤氮向N_2和NH_3的转化率,且与焦炭氮析出情况密切相关。预热温度和预热燃烧器空气当量比对NO_x排放浓度及燃料氮向NO_x转化率的影响效果差别明显。在预热温度为902℃、预热燃烧器空气当量比为0.45的条件下,NO_x排放浓度和燃料氮向NO_x转化率最低,分别为83.02 mg/m~3(6%O_2)和5.94%。     

煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展

随着环保政策趋严,常规火电机组经超低氮排放改造对炉膛内部燃烧过程及尾部烟道燃烧后烟气进行氮氧化物协同脱除后,NO_x已达到低于50 mg/m3的水平。随着低NO_x燃烧技术的发展,煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术已引起重视,其主要思路是在预燃室内引入高温热源,对远低于化学当量比的浓煤粉气流进行加热,煤粉在预燃室内先快速释放挥发分并发生部分燃烧,其气相产物及高温半焦离开预燃室经燃烧器组织送入炉膛后进行低氮燃烧处理。与传统的选择性催化/非催化还原法(SCR/SNCR)等燃烧后降氮策略相比,该技术通过燃烧高温半焦直接在炉内燃烧过程中降氮,技术优势和经济潜力显著。预燃源是产生气相产物、高温半焦的关键环节,笔者根据预燃源方式的不同,介绍了天然气供热煤粉预燃、循环流化床供热煤粉预燃、等离子点火预燃室、感应加热点火预燃室、传统预燃室燃烧器等煤粉预燃技术的发展现状及应用情况,为相关技术人员提供参考。     

预分解窑使用劣质煤浅析

1前言我公司是一条2500t/d熟料的生产线,窑规格是押4.0m×60m,预热器为双系列五级旋风筒,分解炉为TD F炉型,窑头和分解炉都是采用三风道喷煤管,熟料冷却机是充气梁冷却机。现在由于受煤炭供应紧张的影响,改用了低挥发分,高灰分,低热值的劣质煤作燃料,现就生产中出现的问题及采取的措施,谈谈我个人的体会,以供同行参考。2煤粉燃烧特性煤粉颗粒燃烧过程一般分为预热,挥发分分馏与燃烧,固定碳燃烧。在挥发分没有燃烧完之前,焦炭颗粒被挥发分和燃烧产物的气体包围无法与氧气接触,因而无法燃烧,只能进行碳化,待挥发分燃尽后,空气中的氧气才能扩…     

预热空气当量比对循环流化床掺混煤泥预热燃烧的影响

煤泥灰含量大、颗粒细、热值低,煤泥的高效清洁燃烧是固废资源化利用的重要方式之一。采用煤粉流态化预热耦合循环流化床燃烧技术,在30 kW预热燃烧综合评价试验台上,控制煤泥掺混比、给料量、还原区当量比、二/三次风比例及过剩空气系数等参数不变,并借助煤气分析仪和烟气分析仪等测量仪器,开展了循环流化床烟煤掺混煤泥的预热燃烧试验。结果表明,循环流化床预热燃烧系统运行稳定可靠,预热温度800℃以上,预热燃料可持续稳定输送到循环流化床中;烟煤掺混高灰分的煤泥,循环灰量增加,循环流化床燃烧室温差小,温度均匀;预热空气当量比由0.36增至0.51时,预热器内温度增加,预热煤气中CO₂、HCN体积分数增加,CO、H₂、CH₄及NH₃体积分数降低,煤气热值由2.02 MJ/m³降至1.49 MJ/m³;且随着预热空气当量比的增加,循环流化床燃烧室沿程NO体积分数增加,CO体积分数底部高、上部低,NO_x排放量由172 mg/m³增至24...     

煤粉型工业锅炉清洁高效利用现场会在神东集团召开

<正>2014年3月28日,由中国煤炭工业协会主办,神华神东集团和煤科总院承办的"煤粉型工业锅炉清洁高效利用现场会"在神华神东集团隆重召开。国家能源局煤炭司、工信部节能与资源综合利用司、环保部污染物排放总量控制司有关领导出席会议并讲话,中国煤炭工业协会会长王显政作重要讲话,副会长刘峰作主题报告,中煤炭加工利用协会张绍强副理事长和康淑云主任参加了会议。煤科总院、杭州聚能控股集团、神东集团等单位的专家学者在大会进行了技术交流。刘峰副会长作了"积极推广煤粉工业锅炉系统,提高煤炭高效清洁利用水平"的主题报告。报告指出,我国煤粉型工业锅炉研制应用取得可喜进步,并已具备良好市场推广价值。首先,煤粉型工业锅炉系统显著提高了煤炭利用效率。监测数据显示,煤粉型工业锅炉系统燃烧效率达到98%以上,锅炉热效率达90%以上。其次,煤粉型工业锅炉系统大幅提升了煤炭清洁利用水平,实测烟尘排放仅为11     

高效煤粉燃烧技术在区域集中供热中的应用

为了节约油气资源,推广先进的煤炭洁净燃烧技术,开发运行成本合理的区域集中热源形式,对国内外区域集中供热技术及发展方向进行了综述和分析,并对高效煤粉燃烧技术和高效煤粉锅炉系统的技术经济和环保效益进行了分析。结果表明:高效煤粉燃烧技术代替油气、代替传统燃煤技术,符合我国富煤、贫油、少气的国情,技术成熟、经济效益显著、环保排放达标,同时可为城市节约大量土地,并能带动锅炉行业转型,实现燃煤升级、节能减排的区域集中供热目标。     

吐哈盆地褐煤的热解和燃烧特性及动力学分析

吐哈盆地褐煤的热解和燃烧特性研究利于煤的清洁高效利用及煤炭地下气化的开展,为探究吐哈盆地褐煤煤粉颗粒的热解特性和燃烧特性及动力学特性,通过热重实验、热解特征指数计算、综合燃烧指数计算及动力学软件Kinetics Neo模型拟合法,研究了煤粉在不同升温速率(5℃/min, 10℃/min, 20℃/min)和不同粒径(大于0.8 mm, 0.2 mm～0.6 mm,小于0.1 mm)下分别在氮气气氛中的热解特性和空气气氛中的燃烧特性,获得了不同条件下煤粉颗粒热解和燃烧过程的动力学参数。结果表明：升温速率升高有利于煤粉颗粒热解和燃烧,显著提升了热解和燃烧性能;煤粉颗粒粒径增大有利于煤粉热解,不利于煤粉燃烧;不同粒径煤样热解和燃烧焦产率没有明显区别,粒径增加对于挥发分释放的影响不大;热解与燃烧过程中活化能与指前因子分别在一次热解阶段和干燥挥发阶段较高,说明在这两个阶段反应速率较慢,单位时间内化学反应程度较高。     

开工预热炉燃烧空气与激冷氮气消耗量的估算

在煤气化装置开车阶段,通常由开工预热炉将气化炉系统由常温预热至煤粉或煤浆可以与氧气直接反应的温度且随着此时注入气化炉内的煤粉或煤浆与氧化剂开始逐渐反应后,开工预热炉逐渐退出开工预热阶段,改由惰性保护气吹扫,开工预热阶段完成;但在开工阶段,由于气化炉系统升温曲线的限制,往往注入开工预热炉的燃料气量是变化的,同时燃烧空气与激冷氮气消耗量也跟随燃料气量的变化而变化,通过计算给出燃料气量和燃烧空气与激冷氮气消耗量的关系,以供开工预热阶段DCS快速调节相关气量使用。     

煤炭气化生产乙炔——介绍英国的一项专利申请书GB2101151A

乙炔通常是在极高的温度下热解烃类或水解电石而生成的。由于两种方法成本都高,故在生产各种化工产品时,选择乙炔作原料势必受到限制。为了降低生产乙炔的成本,提高工艺的经济效益,本文介绍一种利用氧热转化法从煤炭生产乙炔的专利申请。把煤粉喷入燃烧氢和氧形成的高温区中(氢和氧事先预热;