精细水煤浆的颗粒分形特征对燃烧特性的影响规律

利用神华、兖州和淮南3种煤制备了精细水煤浆,并对精细煤粉颗粒的粒度分布与表面分形特征、精细水煤浆的流变特性和不同升温速率下的燃烧特性进行了研究。结果表明随着精细煤粉的表面分形维数增大,其比表面积增大,粒度、孔径均相应减小,相同浓度下的精细浆的表观黏度值上升,精细水煤浆的着火温度和燃烧反应活化能降低。其中表观黏度值以淮南精细浆与兖州精细浆增加较多,在100 s^-1下都增加了740 mPa·s。着火温度和燃烧反应活化能都以淮南精细浆降低最多,其着火温度降低了41.36℃,燃烧反应活化能降低了77.71 kJ·kmol^-1。     

水力旋流器溢流管结构对微细颗粒分离的影响

针对直径为50 mm的小直径水力旋流器,考察了溢流管插入深度和壁厚以及进口流量对微细物料分离效率的影响,并利用正交分析法得到了溢流管最优的插入深度、壁厚及最适的进口流量。此外,考察了两种套筒式溢流管对水力旋流器分离性能的影响。最后,在最优溢流管结构的基础上,探讨了分流比对分离效率的影响。结果表明：水力旋流器的直筒段具有一定的分离作用;对于微细物料的分离,溢流管采用薄壁且插入深度与水力旋流器直筒段长度相当的设计,有利于提高微细颗粒的分离效率。针对水力旋流器溢流管插入深度与其直径的最佳比例,小直径水力旋流器的比大直径水力旋流器的大,表明它们的分离行为存在着较大的差异。     

水力旋流器溢流管结构对微细颗粒分离的影响

针对直径为50 mm的小直径水力旋流器,考察了溢流管插入深度和壁厚以及进口流量对微细物料分离效率的影响,并利用正交分析法得到了溢流管最优的插入深度、壁厚及最适的进口流量。此外,考察了两种套筒式溢流管对水力旋流器分离性能的影响。最后,在最优溢流管结构的基础上,探讨了分流比对分离效率的影响。结果表明:水力旋流器的直筒段具有一定的分离作用;对于微细物料的分离,溢流管采用薄壁且插入深度与水力旋流器直筒段长度相当的设计,有利于提高微细颗粒的分离效率。针对水力旋流器溢流管插入深度与其直径的最佳比例,小直径水力旋流器的比大直径水力旋流器的大,表明它们的分离行为存在着较大的差异。     

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。     

精细水煤浆在小型高速内燃机上的燃烧理论分析

根据在内燃机气缸内燃烧水煤浆的试验,计算了精细水煤浆的热值;通过对汽缸内热力分析,得出精细水煤浆燃烧可以完全满足汽缸内的工况要求,同时分析了精细水煤浆在气缸内的燃烧过程。     

水煤浆与煤粉的应用比较分析

本文阐述了水煤浆的发展历程和优劣分析,并结合水煤浆热风炉实际应用数据对其与煤粉的能耗进行了较详细的计算比较,发现水煤浆的能耗和碳排放都高于煤粉洁净燃烧方式,与水煤浆相比,煤粉的节能降耗优势明显.     

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。     

柴油机用水煤浆及其流变性研究

<正> 一、前言作为我国“七五”重点科技攻关项目的水煤浆技术研究,已经取得了许多成果,并且进行了一些比较成功的中小规模的工业应用。在我国石油供应将长期紧张的条件下,水煤浆,特别是超精细水煤浆(细粒度、低灰分)显然是一种较好的、有前途的代油燃料。因此,继续拓宽水煤浆(超精细)的应用范围,例如,代替柴油作为柴油机燃料,并进行相应的技术研究,这对我国国民经济的发展无疑将具有十分重要的现实意义。二、国内外简况早在本世纪初,一些研究人员就进行过柴油机燃用煤粉的试验研究,并取得了初步成功。Pawlikowski在1928年宣布已经克服     

小直径水力旋流器超细分级研究

水力旋流器是一种应用广泛的湿法分级设备,它具有结构简单、操作方便、生产能力大、无转动部件、运行可靠、占地面积小和易于实现自动控制等优点。但它也受到操作条件的影响,稳定性较差、动力源的功耗较大。为了进一步扩展其使用范围,如将水力旋流器应用于超细分级,必须研究如何增大处理量,提高分离性能以及降低能量耗损等,并对传统结构的水力旋流器进行改造升级或开发新型高效水力旋流器。本文针对适合于分离粒     

响应面优化法改善神府煤成浆性的试验研究

针对神府煤低灰、低硫、高内水,难以制备出高浓度、低黏度水煤浆的问题,以超细煤粉平均粒径12、6.5μm质量分数和复配分散剂用量为因素,采用Box-Behnken设计试验得到水煤浆黏度的回归方程模型,利用响应面分析三因素对水煤浆黏度的影响,并优化试验结果。结果表明,神府煤制备水煤浆的最优配方为:12μm煤粉质量分数为55%,6.5μm煤粉质量分数为35%,分散剂用量为1.04 g,预测水煤浆黏度为918.65 m Pa·s。在定浓条件下,按照最优配方进行试验验证,水煤浆黏度从1975 m Pa·s降至1066.67 m Pa·s,且优化后水煤浆的稳定性和流变性明显改善。     

微细粒技术在洁净煤技术中的作用和地位

从煤加工利用对颗粒粒度及其分布的要求，解离度对超纯煤的制备以及煤炭组分工业化分离的影响等方面论述了微细粒技术在洁净煤技术中的作用和地位。研究表明煤的粒度及其分布对水煤浆制备及其利用，燃烧等有极其重要的影响；     

A novel process for preparation of an ultra-clean superfine coal–oil slurry

A novel process for the preparation of an ultra-clean superfine coal–oil slurry is presented. The process uses a high-pressure water-jet mill and a pumping slurry jet mill for coal superfine comminution. The mean diameter of coal particles in the slurry is 2.71 μm, and the ash content is 1.05%. The stability, rheological behavior, and heat value of the slurry are investigated. The results show that the ultra-clean superfine coal–oil slurry has a high heat value, a high level of stability, and low viscosity. The slurry can be used as fuel in a high-speed diesel engine. The total energy consumption of comminution of the coal particles to reduce the mean diameter from 3 mm to about 2.71 μm is 124 kW h per ton, which is lower than the total energy consumption by traditional ball mills by about 50–70%.     

基于PXI总线的精细水煤浆制备过程控制技术

为了保证超声强化制备精细水煤浆先进工艺的良好效果,研究了精细水煤浆制备过程自动控制技术。开发了一种PXI总线结构的自动控制系统。系统采用虚拟仪器软件,能够经过自学习优化生产工艺参数,按照优化目标实时自动控制超声制备过程,并具有自动数据管理和发布等功能。     

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.     

水煤浆制浆工艺与专用设备的新发展

介绍了我国制浆工艺及专用设备的发展情况,新的生产工艺有低阶煤分级研磨高浓度制浆工艺、柯林斯达制浆新工艺、洪威高新能源制浆工艺、干法制浆工艺、辊压与球磨工艺;新的破磨设备包括高效节能破磨机、XP系列破碎机、反击(锤)式细碎机、超细预磨机、辊压粉碎机、新型立式超细磨机、高效制浆专用磨机和立式超细搅拌过滤磨机。     

超声辐照前后添加剂在煤粒表面吸附特性研究

选用大同及神木煤样,考察了超声辐照前后添加剂在煤粒表面吸附特性的变化及其对水煤浆的表观粘度和静态稳定性的影响,在超声辐照强度为８０Ｗ／ｃｍ＾２和频率为２０ｋＨｚ的条件下,经超声辐照后,煤粒对添加剂的Ｌａｎｇｍｕｉｒ饱和吸附量明显增加。而饱和吸附量的增加与辐照引起的煤粒比表面积的增加密切相关,添加剂在煤粒表面的饱和吸附量是影响煤浆表观粘度的主要因素。采用ＸＰＳ对添加剂在煤粒表面吸附状态的表征结果表明     

A novel process for preparation of ultra-clean micronized coal by high pressure water jet comminution technique

A novel process for the preparation of ultra-clean micronized coal is presented in this paper. High pressure water jet mill replacing the ball mill is employed for coal comminution in the new preparation process, which is the essential difference from the traditional one. To compare the new preparation process with the traditional one, the comparison experiments were performed, with froth flotation tests of the fine particles ground by both mills using 0# diesel oil and n-dodecane as collector, 2-octanol as frother, and sink–float separation tests using mixtures of carbon tetrachloride–benzene and carbon tetrachloride–bromoform as dense liquid. Different parameters including combustible recovery, ash content of the clean coal, separation efficiency, and energy consumption were investigated based on the two different preparation processes. The results show that the new preparation process has high combustible recovery, low ash content of the product, high separation efficiency, and low energy consumption compared with the traditional one.The comminution mechanism of high pressure water jet mill is introduced in this paper. The high pressure water jet comminution technique has great potential in coal pulverization, having the advantages of low energy consumption, low iron content, and low equipment wear.     

烷基烯酮二聚体对褐煤疏水改性及成浆性能的影响

针对褐煤表面亲水基团丰富、孔隙发达导致煤成浆性能差的问题,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为乳化剂制备了阳离子烷基烯酮二聚体（AKD）乳液,将其涂覆在经微波脱水后的褐煤颗粒表面,使煤样表面获得较强的疏水性;利用比表面积分析仪（BET）、X射线光电子能谱（XPS）和化学滴定法研究了AKD与煤表面的作用机理,同时测定了煤水体系的zeta电位以及煤水界面润湿性,结果表明AKD在煤表面发生了物理化学吸附,并当阳离子AKD乳液用量为1.5%时,改性煤粒表面zeta电位绝对值达到最大,褐煤与水的接触角从50.92°增加到121.10°;再将改性后的褐煤颗粒配合聚萘磺酸盐分散剂制得高浓度的水煤浆,当褐煤水煤浆黏度保持1000mPa·s时,最大成浆浓度从原煤的56.6%增加到61.20%,并且随水煤浆存放时间的延长其水煤浆的黏度保持稳定。     

非离子型分散剂对低阶煤制备水煤浆的影响

为了改善低阶煤制水煤浆品质差的现状,实现低阶煤的高效清洁利用,采用非离子型表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO-40)作为分散剂制备低阶煤水煤浆,并进行水煤浆成浆性能及成浆机理研究。神东煤(SDC)低阶煤水煤浆试验表明,水煤浆表观黏度η100随NPEO-40用量的增加而降低,当NPEO-40用量增加到1.0%,η100基本保持不变。添加剂用量为1%、水煤浆浓度为60%~68%时,浆体呈剪切变稀的假塑性流体,最大成浆浓度C1000=67.5%;水煤浆浓度为60%~68%时,浆体稳定性随浓度的升高而降低。等温吸附研究表明,NPEO-40在低阶煤表面的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,且吉布斯自由能ΔGa0ds=-29.27 kJ/mol,说明反应自发进行。浸润试验表明,1.0%的NPEO-40适于SDC在溶液中的浸润。对吸附前后的煤进行XPS C1s窄程扫描,C—C/C—H官能团含量由78.79%下降到70.12%。含氧官能团C—O,C■O和O■C—O总含量由21.21%增加至29.88%,说明吸附NPEO-40后,其疏水官能团与煤表面的C—C/C—H官能团结合,使含氧官能团暴露在外侧,从而使煤表面C—C/C—H官能团含量减少,含氧官能团比例增大,亲水性增强,利于形成水化膜,通过水化膜将煤粉颗粒彼此分开,进而减少了煤粉颗粒间的流动阻力,从而对水煤浆起到降黏效果。