几种氯化物对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响

为了提高高炉喷吹煤粉的燃烧率,分析了Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3添加剂对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响,得到各物质添加量对煤粉燃烧率的影响规律。结果表明,适量的Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3均能改善高炉喷吹用煤的燃烧性能。当Ca Cl2和Mg Cl2添加量小于1%、Fe Cl3添加量小于2%时,煤粉燃烧率分别随Ca Cl2,Mg Cl2和Fe Cl3添加量的增加而提高;继续增加各物质的添加量,煤粉燃烧率均下降;煤粉燃烧率随Na Cl添加量的增加而提高。与原煤燃烧后产生的未燃煤粉相比,加入氯化物添加剂后高炉喷吹用煤的未燃煤粉颗粒均变得不规则,且粒度明显减小。综合考虑,高炉喷吹用煤粉中Ca Cl2和Mg Cl2适宜的添加比例均为1%,Fe Cl3适宜的比例为2%,Na Cl的添加比例应小于1%。为改善高炉喷吹用煤粉的燃烧性能,4种氯化物添加剂优的先选用顺序为Fe Cl3,Ca Cl2,Mg Cl2和Na Cl。     

高炉喷吹用大淑村矿无烟煤粒度的优化研究

煤粉粒度对高炉喷吹的经济性影响很大,煤粉粒度小,燃烧率高,但磨煤能耗大.以大淑村矿无烟煤为研究对象,系统地研究了煤粉粒度与喷吹性能的关系.结果表明,样品粒度越细,煤粉的均匀度越好,越有利于煤粉的燃烧.但当粒度降低到一定程度后,煤粉的燃烧率增加幅度不明显,煤粉的流动性能出现先增后降的现象.综合考虑燃烧率与磨煤成本的因素,该煤的细度可控制在小于74μm的含量大于60%.     

预热对喷吹煤比表面积及微观形貌的影响

在全自动比表面积和孔径分析仪上进行了不同预热温度下潞安喷吹煤粉的比表面积及孔体积分布试验,并通过电子显微镜观察同一预热温度下潞安喷吹煤粉的表面形态,以研究预热对潞安喷吹煤粉的比表面积及微观结构的影响.研究结果表明,随着预热温度的升高,潞安喷吹煤粉的比表面积增大,有利于煤粉在高炉内的燃烧.     

预热对潞安常村高炉喷吹煤燃烧性和反应性的影响

通过对潞安常村喷吹煤在不同预热温度下燃烧性和反应性的测定,研究预热温度对煤粉燃烧性和反应性的影响规律.实验结果表明:预热可以提高煤粉的燃烧率,增强煤粉与CO2的反应能力,并且随着预热温度的提高,燃烧率不断增大,反应性不断加强.     

高炉喷吹用煤燃烧过程中氯的析出特性

高炉喷吹用煤在低温燃烧和风口条件下高温快速燃烧过程中氯元素的析出特性差别很大。为对比其差别,对煤燃烧过程中氯的析出机理进行了热力学分析,并试验研究了高炉喷吹用煤低温燃烧过程中氯的析出特性,分析了温度、时间和空气流量对其影响规律。结果表明,低温燃烧条件下,高炉喷吹用煤氯的析出率受温度影响显著。在300～600 ℃内随温度上升,氯的析出率迅速增加,600 ℃时,氯析出率高达90%。继续升温至800 ℃以上时,氯析出率有所减缓;随燃烧时间的延长,煤中氯析出率增大;在500~700 ℃固定温度下,煤粉燃烧过程中氯的析出属于零级反应,其析出的表观活化能Ea为6 691.1 kJ/mol、频率因子k0=3.562;氯的析出率随空气流量的增加缓慢增加。高炉喷吹用煤粉在风口高温快速燃烧时氯的析出率仅在50%左右,远低于其在低温燃烧时氯的析出率。煤粉在高炉中燃烧时部分氯元素滞留在未燃煤粉中,故高炉生产建立煤粉中氯元素检测制度,并使用低氯煤进行喷吹。     

神东烟煤用于高炉喷吹的可行性分析

为扩大高炉喷吹烟煤范围,拓展神东烟煤的清洁高效利用途径,基于神东烟煤的煤质特征,采用试验与相关性分析的方法对高炉喷吹混配神东烟煤的关键工艺性能指标进行研究。结果表明:混配神东烟煤后混煤的灰分、挥发分和有效热值的线性相关系数R~2≥0.9,与无烟煤混配能够明显降低混煤的爆炸性,同时提高混煤灰分的软化温度(ST1 300℃),满足高炉喷吹要求;热重试验结果表明,7种神东烟煤的燃烧反应主要集中在低温区(500℃),且都优于无烟煤。混煤燃烧过程中神东烟煤对无烟煤的燃烧具有明显的促燃作用,且混煤中神东烟煤的配比越大,促燃作用越明显,高炉喷吹混煤中神东烟煤所占配比可以达到50%甚至更高。     

多通道逆喷旋流燃烧器不同负荷下煤粉燃烧特性研究

旋流燃烧器煤粉燃烧特性与其结构参数及运行工况密切相关，是工业煤粉锅炉的研究重点。为了研究煤粉在多通道逆喷旋流燃烧器不同负荷下的燃烧特性，以热态试验台架为基础，采用高温热电偶、烟气分析仪和高速摄像机3种手段对预燃室内的温度分布、组分浓度分布及预燃室外的火焰形态进行测量，分析不同负荷下煤粉在预燃室内、外的燃烧过程。试验结果表明：多通道逆喷旋流燃烧器在不同负荷下均可实现煤粉稳定燃烧，负荷最低可至35%;煤粉呈现“风包火、火包粉”的径向分级燃烧状态，其中低温空气层保证预燃室结构长期稳定运行，高温无氧强还原性气氛保证煤粉快速着火稳定燃烧同时抑制燃烧初期NO_x生成；低负荷运行时，煤粉燃烧过程集中在预燃室内且燃烧强度较高，温度较高其峰值均值为1 204℃,无氧区域较大时强还原性气氛中CO浓度较高，预燃室外无形态稳定火焰；中、高负荷运行时，预燃室内煤粉燃烧强度略低，温度较低时其峰值均值分别为1 087℃、1 090℃,无氧区域较小时强还原性气氛中CO浓度较低，燃烧过程延伸至预燃室外，形成稳定的旋流火焰，其直径和发散角度分别维持在750 mm和25°左右，而火焰长度则由2 627 ...     

我国预燃室旋流煤粉燃烧器研究进展

随着煤炭资源逐渐向集中-分布式能源利用体系方向发展,小规模煤粉工业锅炉系统在能源分布利用中将扮演至关重要的角色,但启停频繁、负荷调节宽泛等实际现状对其快速着火、稳定燃烧提出较高要求,同时燃烧温度低、火焰行程短等特点导致不易实现煤粉高效清洁燃烧,预燃室旋流燃烧器作为其核心燃烧装置是组织煤粉气流着火、稳燃低氮的重要基础。对预燃室旋流燃烧器的早期和目前研究应用进行回顾和论述,总结其共性和异性,随后给出未来发展研究趋势,为预燃室旋流燃烧器的设计开发提供启发思路。研究进展汇总表明:早期预燃室旋流燃烧器以一次风、粉旋流为主,多用于电站锅炉,为我国电力事业初期发展做出重要贡献;目前预燃室旋流燃烧器以二次风旋流为主,多用于煤粉工业锅炉,主要分类有钝体、分级、逆喷等结构特点,分别从强化回流、分级燃烧、逆向射流燃烧方面进行研究,具备一定高效低氮燃烧效果,为煤粉工业锅炉快速发展奠定基础;最后针对预燃室旋流燃烧器未来研究趋势提出粗细颗粒分离燃烧、预燃室结构形状、颗粒预燃室内停留时间3个方面研究内容,以促进煤粉工业锅炉强化高效低氮燃烧、拓宽负荷调节范围与提升煤种适用性。     

高炉喷吹高反应性煤对焦炭高温性能的影响

在研究未燃煤粉、焦炭反应性的基础上，通过未燃煤粉、焦炭与CO2的共同反应试验，进一步研究了高炉喷吹高反应性煤对焦炭高温性能的影响．研究表明：未燃煤粉的反应性远大于焦炭的反应性，高炉喷吹高反应性煤并没有改变焦炭与CO2的反应能力，但可减少焦炭与CO2反应的机会，从而可减少焦炭的熔损反应，提高焦炭的反应后强度．     

静态坩埚燃烧法探索新型煤粉助燃剂

采用静态坩埚燃烧失重法对数十种试剂分别作为煤粉助燃剂进行实验研究,结果表明MnO2等多种传统助燃剂对煤粉燃烧的催化效果不及尿素、柠檬酸、偏钒酸铵等若干种文献中尚未研究和报道的新物质,因而认为这些物质具备作为高炉喷吹煤粉用新型助燃剂的潜力。     

气溶胶对煤燃烧的抑制实验研究

煤的燃烧是表面气相燃烧和内部阴燃综合作用的结果。选取粒径1～3cm的宁夏枣泉不粘结块煤,采用1m3密闭试验箱,研究了气溶胶灭火剂在30min浸渍时间内对煤火的抑制作用。实验结果表明,气溶胶灭火剂对煤的燃烧有一定抑制作用,扑灭了煤表面的气相燃烧火焰,且随着用量增加,煤燃烧体系的温度降低,燃烧速率减慢。当气溶胶灭火剂加入量增加至150g/m3时,在规定的浸渍时间内每分钟煤表面温度的降低幅度提高了约5倍,煤燃尽的总时间延长了约1倍多。     

煤自燃危险性测试技术条件热力学参数的实验分析

根据煤氧复合理论,基于热反应动力学参数的聚类评价技术指标,测试和分析了煤在自燃氧化过程中的生热总量、产热速率和热焓变化等参数的变化规律。结果为:氧化温度在68～83℃内,煤自燃氧化产热速率加速增加,化学反应作用不明显;煤自燃氧化的焓变随反应温度升高逐渐增大,从反应初始阶段的18kJ/mol,逐渐增加到80℃时的300kJ/mol。实验结果为煤自燃危险性的综合分析评价指标体系的建立提供了技术支持,并在抑制矿井生产过程中由于煤炭自燃引发的恶性事故方面具有显著的现实意义。     

用热天平研究煤的燃烧特性

研究了样品量、升温速率、试验气氛对燃烧反应的影响，解释了在热天平试验中经常出现的3种线型，提出通过改变加热升温速率对煤种的着火特性进行分离，从而得到直观评价煤种着火难易的试验方法。     

煤炭自燃过程中耗氧速率与温度耦合研究

通过对采集煤样进行热解试验,用气相色谱仪测定了试验煤样在不同热解温度下氧气的含量,分析了氧气随温度变化规律,得出耗氧速率与温度的数量关系,用于判定煤炭自燃的阶段,为科学控制煤炭自燃、防止煤炭自燃的发生提供决策依据.     

预热对典型喷吹煤种燃烧性和反应性的影响

通过对府谷长焰煤、大同不黏煤、潞安贫煤、高平无烟煤在不同预热温度下燃烧率、反应性的测定,探讨预热温度对不同煤种燃烧性以及反应性的影响规律。实验结果表明,预热使四种煤的燃烧性和反应性大体上呈增强趋势,其中以潞安煤的增强趋势最为明显。预热对高变质程度煤的影响要显著于低变质程度煤。     

新型卧式同体煤气化燃烧装置研究

分析了现有煤气化燃烧装置的结构形式及其在使用过程中存在的不足,提出并阐述了新型卧式同体煤气化燃烧装置的内部结构及工作原理,该装置在结构设计时充分考虑了煤气化过程中的余热利用。研究结果表明：新型卧式同体煤气化燃烧装置,克服了分体式煤气化燃烧装置存在的散失热量和输气管道结垢的不足,并通过改善布风环境和燃烧器结构,提高了系统能量利用率。     

硫对煤自燃特性参数影响的实验研究

选取硫含量不同的3种相同煤种在相同条件下进行程序升温实验,对CO、CO2、CH4产生率以及耗氧速率等特性参数进行了研究,从而进一步了解硫对煤自燃的影响,为高硫煤层自然发火防治技术提供理论支持。     

煤自燃特性的油浴程序升温实验研究

煤自燃严重威胁着煤矿的安全生产,研究煤的自燃特性,掌握煤自然发火规律,对预测和预防煤层自燃火灾具有重要的理论指导意义。采用油浴程序升温实验系统,分别对亭南煤矿和白胶煤矿不同粒度煤样进行程序升温实验,根据煤样氧化后出口气体浓度的变化分析,得出了不同煤样的耗氧速率、放热强度、气体产生速率等参数和与煤样温度的对应变化关系。通过分析计算,确定出了亭南煤样和白胶煤样的自燃临界温度,最后得出了煤样粒度对自燃临界温度的影响关系。     

不同划分指标采空区遗煤自燃“三带”的分布研究

采空区遗煤自燃防治的重要前提是要准确掌握自燃“三带”的分布情况,这是采空区堵漏风、充填、注氮等技术实施的主要依据.同时,也为确定合理的回采推进度提供重要参考.采空区自燃“三带”的测试与划分是采空区自燃火灾防治的重要基础.本文是在此基础上利用数值模拟的方法,根据不同的划分指标对采空区自燃“三带”分布展开模拟与对比分析.结果表明,采用上限风速与下限氧浓度相结合的方法划分“三带”分布更加可靠.     

N2和CO2对煤明火燃烧灭火性能的对比实验研究

为掌握N₂和CO₂对煤明火燃烧过程的不同灭火效果,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入相同流量N₂和CO₂气体灭火剂的煤明火燃烧灭火实验,测定了在煤有焰燃烧和阴燃熄灭阶段的温度场温度、标志性气体(O₂、CO和CH₄)组分、热释放速率以及火焰图像面积的变化规律。结果表明:相比于煤自由燃烧,在煤有焰燃烧阶段,通入CO₂时明火火焰熄灭时间、煤温上升速度、耗氧量、热释放速率以及CO和CH₄浓度的下降速度比通入N₂时更低;同时,通入CO₂时火焰图像面积呈指数下降,而通入N₂时呈线性下降;在煤阴燃熄灭阶段,通入CO₂时煤温、CO和CH₄浓度下降速度比通入N₂时的更高,而通入CO₂时的耗氧量和热释放速率比通入N₂时的更低;说明CO₂比N₂具有更好的熄灭煤明火燃烧的能力。