煤与生物质混烧时可吸入颗粒物中的矿物质元素演变研究

在沉降炉上进行了生物质与煤的混烧试验,分析研究了生物质与煤混烧时可吸入颗粒物的排放特性以及颗粒物中矿物元素的演变规律。试验条件如下:燃料给粉速度为0.3g/min,燃烧温度为1150℃,燃烧氛围分别为[N2]:[O2]=4:1和[N2]:[O2]=1:1,混合燃料中煤与生物质的质量配比始终保持为3:1。燃烧生成的颗粒物采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03μm～10μm分别采集,共分为13级。试验结果表明:4种燃料燃烧产生的颗粒物排放均为相似的双峰分布,粒径的峰值也都分别出现在0.1μm和4.3μm附近。4种混合原料在各工况下燃烧时,几种重要的单一矿物元素(包括其氧化物形式的成灰元素钙、磷,钠,硫以及痕量元素锌)在PM1.0(1.0μm以下颗粒物)和PM1.0 (1.0μm以上颗粒物)上的富集情况各不相同,并且随着氧气比例的增加颗粒物中各元素的浓度分布的变化趋势也有较大差异。     

生物质与煤的混烧特性及其对可吸入颗粒物排放的影响

在沉降炉上进行生物质与煤的混烧试验，分析研究生物质与煤混烧对可吸入颗粒物(PM10)的粒径分布、排放特性及其形貌的影响。试验结果表明：4种燃料混烧的PM10排放仍为相似的双峰分布；混烧时燃烧过程明显分为脱挥发分和焦炭燃烧2个阶段；LPSA煤与锯末混烧时排放的PM10浓度最低，并且当氧气含量增加时，PM1.0(粒径最大不超过1.0mm的颗粒物)变化幅度较小，而PM1.0+(粒径位于1.0~10mm之间的颗粒物)则有较大程度的增长；对于同一种煤与生物质混烧时，PM10的形貌有相似之处。在0.1mm处LPSA煤与生物质混烧形成的细微颗粒物大多呈柱状，而PDSB煤与生物质则大多呈碎片块状；并且在4.3mm处除了各自原有的柱状或碎片状结构外，还出现了部分光滑圆球体颗粒结构。     

燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究

通过对两种烟煤在沉降炉内的燃烧试验,研究了不同氧气量对可吸入颗粒物的生成量、元素成分及形成机理的影响。试验条件为:煤粉粒径包括小于63μm和63～100μm两种,燃烧温度在1250℃,炉内燃烧气氛包括氧含量20%和50%两种。试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。试验结果显示:两种粒径煤粉燃烧后超微米颗粒物(PM1-10)排放量都随氧含量增加而显著增加,小粒径煤粉的增加更多;在亚微米颗粒物(PM1)中,其主要构成元素S随氧含量增加而显著减小,元素Fe、Si和Al随氧含量增加而显著增加,其中Si元素增加幅度最大;而在超微米颗粒(PM1-10)中,元素S随氧含量增加而少量减小,其主要构成元素Fe、Si和Al随氧含量增加而少量增加;相比较而言,氧含量变化对亚微米颗粒物的元素构成影响比超微米颗粒物大。     

黄铁矿燃烧时亚微米颗粒物的生成特性

将纯黄铁矿在O2/N2与O2/CO2条件下进行沉降炉燃烧实验,采用低压撞击器(dekati low pressure impactor,DLPI)收集燃烧生成的亚微米颗粒物(PM1),并获得质量粒径分布。利用X射线荧光能谱仪(X-ray fluorescence,XRF)和配备了能谱仪的环境扫描电子显微镜(scanning electron microscope equipped with energy dispersive X-ray spectrometer,SEM- EDS)对PM1的物化特性进行深入表征,研究黄铁矿在不同燃烧气氛下所生成的PM1的质量粒径分布、浓度、元素组成、形貌和成分特性。研究结果表明,黄铁矿燃烧对PM1的生成具有重要贡献。相同O2浓度时,相比于O2/N2燃烧条件,O2/CO2燃烧条件下黄铁矿燃烧过程中PM1的生成量与峰值粒径均减小。在O2/N2或O2/CO2燃烧条件下,随着O2浓度的增加,PM1的生成量与峰值粒径呈增大趋势。PM1的组成主要以S元素为主。在O2/N2燃烧条件下,O2浓度对不同含S化合物的分布具有重要影响,在低O2浓度下,PM1中的S元素主要以S单质的形式存在,而在高O2浓度下,PM1中的S元素主要以硫酸或硫酸盐的形式存在。     

某200MW燃煤发电机组颗粒物生成与排放特性

利用低压撞击器系统对某200 MW燃煤发电机组布袋除尘器入口和出口及石灰石-石膏湿法脱硫(WFGD)塔出口的颗粒物进行现场采样,分析了机组的颗粒物粒径分布情况、布袋除尘器的除尘特性,以及WFGD系统对颗粒物排放特性的影响。结果表明:煤粉燃烧生成的颗粒物呈明显的双模态粒径分布,超细颗粒物PM0.2在PM10中占比重较小,仅为0.64%;布袋除尘器对PM10颗粒物的脱除效率为99.98%,但对超细颗粒物PM0.2的脱除效率偏低,约为99.88%,这是由于布袋除尘器工作过程中小粒径颗粒更易穿透布袋及其表面的灰层;WFGD系统对粒径超过2.5μm的颗粒物具有脱除作用,但在WFGD系统运行中由于石膏浆液携带以及超细颗粒物的团聚长大,会使粒径在0.5μm左右的颗粒物质量浓度大幅增加。     

440t/h循环流化床电站颗粒物排放特性的实验研究

针对440t/h大型燃煤循环流化床电站锅炉，分别在电除尘器前后水平烟道进行颗粒物采样，研究不同燃烧工况变化（包括煤种、锅炉负荷、Ca/S和氧量等）对颗粒物排放的影响。分析结果表明：静电除尘器分级效率随着粒径减小逐渐下降，对亚微米颗粒收尘效率不足90％，排放的颗粒物中可吸入颗粒物占据较大的份额，一般在70％～90％左右；随着煤中灰分含量的增加，锅炉负荷的增加，颗粒物排放浓度逐渐增加，静电除尘效率下降；添加石灰石后颗粒物浓度明显增加，CaO对颗粒物凝并和团聚有一定作用，使得粗颗粒物所占烟尘总量的百分比增加，烟尘颗粒d(0.5)从35.25μm增大到48.50μm；燃烧气氛含氧量增大时，排放颗粒物的粒径逐渐减小，PM1、PM2.5和PM10总排放量都是增大的。     

污泥粉燃烧的成灰行为及颗粒物生成特性EI北大核心CSCD

污泥灰分含量高,燃烧过程中易造成锅炉的积灰结渣及颗粒物排放超标,为使污泥更好的燃烧并实现能源化利用,该文开展A、B两种污泥在沉降炉中900~1300℃的燃烧及热解实验,研究污泥粉燃烧的成灰行为、颗粒物生成特性和温度对两者的影响。结果表明,污泥粉燃烧生成灰颗粒和焦颗粒的尺寸向50~200μm内集中程度增大;1100℃以上时生成大量、熔融的焦和灰颗粒。燃烧时,石英、磷铝矿及铝硅酸盐的转化和产物间的反应生成Fe-Al-Si-P-Ca等物质和铝硅酸盐,在较高温度下更易形成熔融颗粒。污泥粉燃烧生成的PM_(10)(空气动力学直径<10μm颗粒物)呈三模态分布。温度升高,PM_(10)生成增加,PM1则显著增加。相同温度下,B污泥(简称BSS)的PM1生成量比A污泥(简称ASS)低得多,PM_(10)产量也低,前者主要因为其灰量多、Si O2含量高对碱金属捕集作用强;后者则是其成灰时高温熔聚作用强而破碎弱导致超微米颗粒生成少。因此,污泥在1100℃以上燃烧时,锅炉更易结渣;同时污泥种类影响颗粒物生成特性。     

O_2/CO_2气氛下煤种对燃煤PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉和荷电低压撞击器(electrical low pressure-impactor,ELPI)研究了4种煤粉在O2/CO2条件下燃烧后生成的PM2.5排放特性,并对空气和O2/CO2气氛下PM2.5的排放特性进行了比较。结果表明:不同煤粉在O2/CO2气氛下燃烧后,所产生的PM2.5质量浓度均呈双峰分布,峰值分别在0.1和2μm左右;S在亚微米颗粒上明显富集,而在超微米颗粒上含量相对较少;K和Na在亚微米颗粒上含量比在超微米颗粒上高一些;Si和Ca在亚微米颗粒上含量相对较少,而在超微米颗粒上含量相对较多;Fe在亚微米和超微米颗粒上含量相当。分析认为,不同煤粉中组分形式和含量的不同,影响了煤粉燃烧后PM2.5形成的过程,造成PM2.5排放特性的不同。从PM2.5的粒径分布、元素分布和形貌分析可知,和空气气氛相比,O2/CO2气氛不影响PM2.5的生成机制,但影响其粒径分布。     

440t/h循环流化床锅炉颗粒物排放特性的实验研究

针对440t/h大型燃煤循环流化床电站锅炉,分别在静电除尘器(ESP)前后水平烟道进行颗粒物采样,研究不同燃烧工况变化(包括煤质、锅炉负荷、n(Ca)/n(S)和氧量)对颗粒物排放的影响.分析结果表明:静电除尘器效率随着粒径减小逐渐下降,对亚微米颗粒收尘效率不足90%,排放颗粒物中可吸入颗粒物占据较大的份额,一般在70%～90%左右;随着煤中灰分含量的增加,锅炉负荷的增加,颗粒物排放浓度逐渐增加,静电除尘效率下降;添加石灰石后颗粒物浓度明显增加,CaO对颗粒物凝并和团聚有一定作用,使得静电除尘器前粗颗粒物所占烟尘总量的百分比增加,烟尘颗粒d(0.5)从35.25μm增大到48.50μm;燃烧气氛含氧量增大时,排放颗粒物的粒径逐渐减小,PM1、PM2.5和PM10总排放量都是增大的.     

温度对煤粉燃烧生成的一次颗粒物特性的影响

实验室条件下，以沉降炉与8级Andersen粒子撞击器级联使用，研究燃烧温度对煤粉燃烧生成的一次颗粒物特性的影响。从一次颗粒物的粒度分布来看，3种燃烧温度下的PM10均在2.8~4.3mm内出现峰值。随燃烧温度升高，PMi的排放量增大。SEM图像显示，较高温度下生成的颗粒物表面粗糙，变形和破碎强烈，熔融表面粘附细微粒子。EDX结果表明超微米颗粒物的主要成分为Fe和Ca以及铝硅酸盐，亚微米颗粒物的成分与超微米颗粒物成分不同。ICP-AES分析结果表明，Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 5种痕量元素在细颗粒物中富集。燃烧温度越高，颗粒物中痕量元素的含量越大，颗粒物中元素的含量与燃烧温度呈正相关关系。     

超细化煤粉表面形态分形特征

该文将合山、晋城煤分别制成4种不同粒度的常规煤粉与超细化煤粉进行了试验研究。采用英国Malvern公司的。MAM5004型激光粒度分析仪测定合山煤、晋城煤各4种不同粒径煤样的粒度分布。采用美国：Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定煤样的比表面积和孔隙。采用美国LECO公司的CHN600型元素分析与，MAC-500型工业分析仪测定的工业分析与元素分析数据。运用分形理论和等温吸附理论及燃烧原理，分析煤粉颗粒粒度对其表面结构：比表面积，孔容积，孔径分布及其燃烧特性的影响。试验研究与理论分析表明，随着煤粉粒径的减小，煤粉颗粒的孔隙中小孔的数目增多，平均孔径减小，吸附量与吸附表面积增大，表面结构复杂，表面分形维数增高，有利于煤粉颗粒的燃烧。煤颗粒的表面分形维数能很好地反映煤粉颗粒的物理结构特性，并进一步提供有效的煤粉颗粒燃烧特性信息。超细化煤粉具有复杂的表面结构和高的表面分形维数，通过超细化改变煤粉的物理结构，完善燃烧特性，证明超细化煤粉燃烧是一种具有发展潜力与前途的煤粉燃烧新技术。     

煤粉在富氧条件下燃烧特性的实验研究

燃烧煤粉的锅炉在其点火和低负荷稳定运行时，需消耗大量的燃料油，因此有必要寻找更经济实用的解决办法。研究煤粉在富氧条件下的燃烧特性，不论对煤粉局部富氧的助燃还是煤粉的富氧点火技术都具有重要意义。该文采用德国Netzsch公司生产的STA 409C型热天平研究了神木煤和蒲白煤3个不同粒度下的煤样在不同体积氧浓度下（20％、30％、40％、60％、100％）的燃烧行为。实验结果表明，随着氧浓度的增大，煤样燃烧分布曲线向低温区移动，煤样的着火温度及燃尽温度均呈下降趋势，着火时间提前且燃烧时间缩短，煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高，并且，随煤粉粒径的增大，综合燃烧特性的改善更加明显。     

劣质烟煤锅炉掺烧褐煤制粉系统的改造

针对浑江发电公司1 025t/h劣质烟煤锅炉大比例掺烧褐煤产生的问题,在制粉系统增设了中温烟气惰化与干燥系统,在热风送粉系统增设调温风系统,在粉仓增设充氮气系统,将双通道煤粉燃烧器改为水平浓淡燃烧器。改造后掺烧50%褐煤锅炉运行安全稳定,每年可节约燃料费5 368万元,经济效益显著。     

关于石煤发热量的探讨

本文阐述了石煤的成因及其特点,并分析了石煤工业成份与真实成份之间的关系,根据石煤燃烧的热效应,制订出石煤发热量的半经验公式。     

煤及煤灰消解技术综述

对常用的煤和煤灰中元素检测的消解方法如溶解法、熔融法和燃烧法的基本原理及在煤炭检验中的应用情况进行了综述。介绍了微波消解技术用于煤元素检测的研究进展。相比于传统的溶解法、熔融法和燃烧法,微波消解技术对样品的消解时间大大缩短,并且可一次处理多个样品,使检测效率大幅提高。     

磨煤机内煤粉颗粒流的数值模拟

对磨煤机的三维几何模型进行了拉格朗日离散相模拟分析,得到了不同粒径、旋转分离器不同转速下煤粉颗粒的运动规律。研究了磨煤机内煤颗粒粒径和旋转分离器喉口尺寸对分离效率的影响,指出通过放大旋转分离器喉口尺寸,在不增加磨煤机压力损失的前提下可以提高煤粉分离效率及改善煤粉的细度分布。     

BBD 磨煤机气相流场的数值试验研究

基于４０．５３型直燃式双进双出（ＢＢＤ）磨煤机实际工况条件,首次对ＢＢＤ磨煤机流场进行了热态数值试验研究。通过研究磨煤机的填充率和进出口管道口径的大小,对其内部气相流场的运动规律有一定认识。文中总结出磨煤机内气相流场随磨煤机填充率和进出口管道口径变化的规律,为磨煤机的结构优化设计和实际生产中对磨煤机内部流场进行控制提供了有益的参考。     

贫煤与无烟煤混煤一维燃烧硫释放特性研究

以山东电厂常用煤种贫煤与无烟煤组成的混煤作为试验煤种,在一维煤粉燃烧试验台上研究了贫煤与无烟煤混煤的燃尽及其SO2和H2S气体沿炉膛释放特性。试验表明,贫煤与无烟煤混煤的硫析出特性与各组分单煤的煤质特性、燃烧特性及掺配比密切相关。随煤质特性和掺配比变化,SO2浓度基本介于各组分单煤之间。H2S析出规律较为复杂。     

煤粉加压密相输送实验研究

该文建立了一个接收端压力为3MPa，输送压差可达1MPa的高压密相气力输送实验系统，在其上用氮气进行了干煤粉加压密相输送实验，研究了该系统作为干煤粉加压气化炉供煤装置的工作特性，包括输送稳定性、以及输送压差与煤粉输送速率和输送管中煤粉浓度的关系等。研究结果表明，该干煤粉加压密相输送系统工作稳定，实现了高浓度低速连续的密相输送。在3MPa下，输送煤粉的固气比达到586kg／m^3（气）、输送速率通量达到3775．6kg／（m^2．s），输送气体速率范围为4．2m／s-6．9m／s，达到了干煤粉加压气化炉的工艺要求。分析表明，在高压、高浓度密相输送情况下，输送管中的煤粉浓度是影响输送管道压降的主要因素。     

西山烟煤与阳泉无烟煤及其混煤的燃烧性能研究

采用热天平和一维火焰炉对单一煤及其混煤的着火、燃烧、燃尽以及结渣特性等进行了试验研究，初步分析了挥发分合量及掺配比对混煤燃烧性能的影响，提出等效挥发分值可作为混煤燃烧时确定运行参数的重要依据。根据试验结果，运用模糊数学方法进行综合评判，确定了混煤的最佳掺配比，为混煤的合理燃烧提供了科学依据。