双锥燃烧器燃用污泥水煤浆的燃烧特性和数值模拟

为促进城市污泥的资源化利用,解决污泥物理处置中存在的二次污染问题,以及传统污泥干化焚烧中干燥成本高的问题,提出了将污泥浆与煤粉掺混制备污泥水煤浆,利用具有强化燃烧功能的中心逆喷双锥燃烧器燃烧的技术思路。通过热重分析试验对比了煤粉、水煤浆、污泥水煤浆的燃烧特性,并利用数值模拟研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上的燃烧特性,通过降低二次风量、提高二次风旋流强度及二次风温度等强化燃烧的措施,研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上应用的可行性。污泥水煤浆的基础燃烧特性试验结果表明,水煤浆中水分超过35%,除影响燃料热值外,水蒸发吸热是影响污泥水煤浆燃烧过程着火和燃尽的关键因素。由于水分的存在,水煤浆起始着火温度高于煤粉11. 3℃,燃尽温度低于煤粉13. 6℃,其最大吸热速率为0. 504 k W/kg,占水煤浆最大放热速率的56. 05%,总吸热量为1. 917 MJ/kg,占燃烧放热量的9. 94%;掺烧20%污泥时,污泥水煤浆起始着火温度高于水煤浆12. 3℃,燃尽温度低59. 1℃,水蒸发吸热量为0. 546 kW/kg,比水煤浆燃烧高8. 4%,总放热量为16. 88 MJ/kg,比水煤浆燃烧低12. 5%。通过采用双DPM的离散相数值模拟模型,充分考虑污泥水煤浆燃烧时水蒸发过程的影响,对污泥水煤浆燃烧的数值模拟更接近实际结果。14 MW双锥燃烧器的污泥水煤浆燃烧模拟结果表明,直接使用现有双锥燃烧器无法实现污泥水煤浆的稳定燃烧,仅可燃烧水含量为25%左右的污泥水煤浆。污泥水煤浆中水含量由0增至35%时,平均每提高1%水含量,燃烧器出口温度下降7. 95℃,燃烧器内平均温度下降7. 69℃;水含量为35%时,燃烧器内平均温度降低269℃,燃烧器出口平均温度降低278℃。污泥水煤浆在双锥燃烧器内的燃烧,可通过降低二次风量、增加二次风旋流强度、提高二次风温度等强化燃烧措施实现。二次风旋流强度由1变为2时,燃烧器出口平均温度提高20℃,二次风量减少为理论空气量的0. 6,燃烧出口平均温度提高203℃,综合使用降低二次风量、增加旋流强度和提高二次风温的措施后,燃烧器出口平均温度提高289℃,基本接近该燃烧器燃用煤粉时的燃烧条件,双锥燃烧器基本可达到稳定燃烧污泥水煤浆的目的。     

水煤浆在双锥逆喷燃烧器内燃烧过程的数值分析

为了研究煤粉和煤浆在双锥燃烧器内燃烧过程的区别,应用计算流体软件Fluent,对14 MW逆喷双锥燃烧器建立了燃烧过程的热态模型,分别进行煤粉和水煤浆的燃烧过程模拟研究。结果发现:水煤浆和煤粉的速度场基本类似;水煤浆中水分汽化增大了燃烧器的阻力,使离散相颗粒在燃烧器内的停留时间增加;由于水分高,水煤浆着火位置较煤粉延后110 mm;燃用水煤浆的燃烧器内平均温度和出口温度分别比燃用煤粉低162 K和199 K;水煤浆火炬的核心温度区比煤粉火炬提前438mm,且水煤浆火炬刚性更强,但衰减速度较快。水煤浆的燃烧特性处于逆喷双锥燃烧组织控制的有效范围,证明该燃烧组织原理是解决水煤浆燃烧温度与效率之间矛盾的有效方法之一。     

水煤浆燃烧技术

水煤浆是一种新型、洁净的代油燃料，它是由68％左右的煤粉和32％左右的水再加少量添加剂组成，它可以用在燃油电站锅炉、工业锅炉和各种工业窑炉。能适应四角直流燃烧器和旋流燃烧器。应用水煤浆燃料要对锅炉和窑炉进行一定的改造，主要解决水煤浆雾化、稳定燃烧及清灰方面的问题，     

瑞典的水煤浆示范厂试验

本文介绍了瑞典森德比贝里燃用水煤浆的示范厂试验情况。这项试验为瑞典国家能源部主要资助,由瑞典热工研究院负责进行的。试验的目的是为了验证水煤浆可作为原设计燃油锅炉的代用燃料及为改造油锅炉提供基本数据。主要试验内容是燃烧器及锅炉的性能,但同时也收集了水煤浆燃料的制备、贮存及输送的有关数据。     

新型干法水泥工业用水煤浆燃烧器的设计

<正>0前言工业上常用的水煤浆是由煤粉、水和少量添加剂混合制成的非均相液固悬浮液体,是一种液态燃料。其进入炉膛的燃烧方式和燃料油相似,即通过喷嘴将其雾化成液滴,液滴在高温烟气中蒸发水分,然后像煤粉那样,析出挥发分、燃烧和燃烬。其燃烧时的火焰温度比常规煤粉燃烧器低100~150℃。目前,将水煤浆燃烧器应用于新型干法水泥工业中     

水煤浆在垃圾焚烧炉中的应用

为探索水煤浆在垃圾焚烧炉内燃烧的稳定性与经济性,弥补垃圾热值不足,提高垃圾焚烧的稳定性和发电量,采用合适的浆液输送和雾化设备,对南海环保电厂垃圾焚烧炉进行了水煤浆代油助燃垃圾焚烧的改造。在原垃圾焚烧炉的炉膛和二次燃烧室分别布置两台水煤浆燃烧器,运用合理的设计与操作程序,使水煤浆与压缩空气的压力合理匹配,实现了水煤浆在波动的焚烧炉内稳定雾化、燃烧。水煤浆代油助燃的调试运行表明,在南海环保电厂用水煤浆代油助燃焚烧垃圾,利用烟气余热发电,可以达到垃圾焚烧炉运行稳定、提高垃圾余热发电量的目的。     

国内外水煤浆喷嘴研究进展

本文从水煤浆喷嘴结构及使用寿命,水煤浆的雾化特性及雾滴测量技术等几个方面,对近几年国内外水煤浆燃烧及气化喷嘴的研究成果和发展现状进行了综述,意在促进我国水煤浆雾化喷嘴的研究。这无疑将对我国水煤浆雾化喷嘴结构研究和提高使用寿命等起到积极的推动作用。     

靖边能源化工综合利用启动项目的废水制浆工艺改造

概述了靖边能源化工综合利用启动项目的水煤浆制备系统及废水处理情况,介绍了利用废水制水煤浆的试验及现场工艺改造过程。试验证明,随着DMTO/MTBE废碱液及DMTO含甲醇废水添加比例的增大,水煤浆的黏度有一定程度升高,但不影响水煤浆的使用性能,且对水煤浆浓度和稳定性无明显的影响。根据试验结果,对水煤浆制备系统进行了工艺和安全方面的改造,实际运行结果证明,DMTO/MTBE废碱液及DMTO含甲醇废水可以用于水煤浆制备。     

棉秸秆—水煤浆制备工艺的研究

分析了棉桔杆、水煤浆原料成分及煤炭的粒度分布情况,介绍了煤粉、水、棉秸秆粉、添加剂用量及棉秸秆—水煤浆制备试验流程,对浆体的测定结果表明,添加棉桔杆后,可以提高水煤浆的pH值和水煤浆的反应活性;分析认为,由于棉秸秆中大量纤维物质为网状结构,加入水煤浆中,降低了水煤浆的浓度和流动性,减缓了颗粒沉降,提了水煤浆的粘度和稳定性。     

中国水煤浆系统技术的研究与实践—简论白杨河电厂代油发电成功及展望

从能源、环保可持续发展高度介绍了江泽民同志对水煤浆工作指示及其重要意义，并从洁净煤水煤浆系统技术的观点介绍了国外水煤浆技术及示范工程情况。对中国水煤浆计划、特点、各阶段发展情况及主要成果和白杨河电厂作为水煤浆经验及其重要影响做了初步论述，同时对水煤浆系统技术发展提出意见。     

Experimental Study on a Hot‐Oxygen Burner in a Bench‐Scale Gasifier

The direct‐ignition technology of an entrained‐flow coal‐water slurry gasifier with hot‐oxygen burner (HOB) is presented. Experimental tests were carried out using diesel oil and coal‐water slurry in a bench‐scale entrained‐flow opposed multi‐burner (OMB) gasifier. Using a CCD camera equipped with high‐temperature endoscope, flame images inside the gasifier were recorded and subsequently processed. The results show that the HOB diesel flame is more stable than the normal two‐channel burner flame typically used. Entrained‐flow coal‐water slurry gasifiers can start up using the HOB directly without a higher preheated wall temperature. An HOB can potentially save gasifier preheating time and operation costs and enables a wide range of future applications.     

多通道烧嘴水煤浆气化过程数值模拟

针对气化炉烧嘴在使用过程中出现的雾化效果差的问题,采用了DPM颗粒离散多相流模型,研究了同心三通道烧嘴使用过程中的水煤浆管内流动和雾化规律。改变多个影响因素并正交分析后得出:水煤浆雾化受烧嘴内外两气道气体流速变化的影响,气体流速增大时,水煤浆SMD值降低;当增加水煤浆流道锥角,使水煤浆与气体射流充分预混时,SMD值减小明显。此外,增加烧嘴出口节流同样会减小SMD值。综合比较各因素的影响,发现节流尺寸和内喷嘴气体流速对水煤浆的雾化效果影响最大。     

水煤浆代替重油应用于磷矿干燥

在当前重油价格高，造成燃油厂生产成本上升的形势下，探讨以水煤浆代替重油作燃料的可行性及生产中运用水煤浆作热风炉燃料的相关技术参数。试验数据表明：热风炉内部结构改造及供浆管道重新配置后，干燥效果基本满足要求。     

水煤浆加压气化主要技术与装备进展

简述了国内工业化应用较多的4种水煤浆加压气化技术,介绍了水煤浆加压气化技术的关键设备,通过对水煤浆加压气化技术中工艺烧嘴、气化炉耐火衬里、自动控制系统等关键技术装备的研究,影响装置长期稳定运行的一些瓶颈问题将逐步得到解决。     

水煤浆加压气化技术改造小结

自1994年3月10日德士古水煤浆加压气化装置通过生产考核以来，根据实际情况对不适应系统稳定生产的文氏洗涤器，气化炉上升管支撑，闪蒸系统管道及气化炉渣口予以改造，并对气化炉耐火材料，气化炉烧嘴和高，低压煤浆泵实施了国产化措施，取得显著成效，标志着我厂驾驶水煤浆加压气化装置的能力已达到了较高水平。     

高温隧道窑用油水焦浆的开发及研究

石油焦研制成为水焦浆,在此基础上进一步研究水焦浆与重油混合成为新燃料——油水焦浆。作为油水焦浆技术的核心,重油的加入量和乳化液的用量起着举足轻重的作用。通过一系列的实验确定了重油、乳化水和水焦浆加入量的最佳配比。同时研究得知,油水焦浆中增加重油加入量,其燃烧热值、燃烧产物量、理论燃烧温度和实际燃烧温度都不断增加。预热600℃的油水焦浆的燃烧温度可达到1800℃以上,预热400℃、重油加入量大于50％的油水焦浆的燃烧温度可达到1750℃以上。     

An experimental study of stability of oil–water emulsion

There has been much interest in alternative fuels made from coal which is much more abundant than oil. The coal–oil–water slurry is a new type of oil-based synfuel composed of finely pulverized coal, oil and water. It has lower viscosity, lower ignition point and higher heating value than coal–water slurry. The preparation of stable water-in-oil (W/O) emulsion is critical for the success of production of stable coal–oil–water slurry. The present study was undertaken to experimentally investigate the effects of different process variables on emulsion stability. The emulsion was prepared using 100 ml colloid mill with sorbitan monooleate (SM) as emulsifier. The variables studied include emulsifier dosage, ratio of oil to water, stirring intensity, emulsifying temperature and mixing time. The results showed that the optimum process conditions are: emulsifier dosage, 0.5%; oil to water ratio, 1:1; stirring intensity, 2500 rpm; and mixing temperature, 30 °C.     

油、水磁化对煤油水三元煤浆性能的影响

在磁感应强度0．1～0．5T条件下,研究了油、水磁化对神木煤和大同煤制三元煤浆性能的影响。结果表明,适当的磁场强度及磁化时间磁化的水、油,可以降低三元煤浆粘度,增强煤浆的流动性,从而有利于煤浆的输送,但它不利于煤浆的稳定性。各种磁场强度对2种煤浆粘度的影响规律相同,即在一定磁化时间内,煤浆粘度呈先下降后上升的趋势。磁化油、磁化水只所以可以改变煤浆性能,是因为油、水分子在磁场内结构发生了变化。     

水煤浆产业化技术经济可行性

随着国际石油市场价格的不断攀升,国内环保力度的不断加大,水煤浆这项技术又开始被众多的企业所关注,水煤浆市场又日渐红火起来。水煤浆技术缘何又会被人们重视。水煤浆产业化的技术,经济可行性到底如何,现仅作简略的分析与评述。     

6.5MPa水煤浆气化炉烧嘴修复工艺分析

从烧嘴的外观、材料、金相、机械性能和射线探伤等方面分析水煤浆气化炉烧嘴的损坏情况，工艺评定INCONEL600和UMCo50的各种焊接条件，介绍烧嘴的组对、焊接、组装、试压等整个修复过程。