煤粉掺烧干化污泥的燃烧特性及能效分析

针对某电厂420 t/h四角切圆煤粉炉进行掺烧污泥的改造,根据煤与污泥掺混后在煤粉炉上的着火、稳燃、结渣等特性分析了煤粉炉掺烧干化污泥的可行性,并利用火用平衡分析方法对煤粉炉掺混不同比例、不同含水率污泥时锅炉效率及各受热面火用损情况进行了分析。结果表明,当污泥掺混比例小于1∶4时,泥煤混合燃烧特性与煤相似,且火用效率略大;污泥掺混大于该比例后,其灰熔点下降明显,有明显结渣倾向,且排烟损失显著增加。以上研究结果可为电厂掺烧干化污泥的可行性提供了必要的实验和理论依据。     

喷流床气化炉

喷流床是目前IGCC各示范工程中采用最多的一种气化炉。它是一种高温、高压煤粉气化炉,气化炉的压力为20～60bar,要求采用90％以上的颗粒小于100μm的煤粉,采用氧、富氧、空气或水蒸气作为气化剂,当以氧为气化剂时,气化炉炉膛中心的火焰温度可达2000℃。由于是高温气化,在产生的粗煤气中不可能含有很多碳氢化合物、煤焦油和酚类物质,     

氧气纯度对两段式煤粉气化炉气化特性的影响

降低氧气纯度可以显著地降低空分能耗,对于提高IGCC电厂整体效率有着积极的意义.不过氧气纯度过低(低于95％),偏离设计工况参数,会对IGCC两段式干煤粉气化炉内温度、合成气组分以及气化效率造成一定的影响.为了探究氧气纯度对于IGCC两段式干煤粉气化炉内气化特性的影响,采用流程仿真软件Aspen Plus和数值模拟软件...     

造纸污泥空气气化产物特性的实验研究

针对影响污泥气化产物及产物分布状况的两个主要因素——温度和空气当量比,选用某造纸厂污水处理后的污泥作为实验材料,在内径100 mm固定床气化炉上进行空气气化实验,分别研究了不同空气当量比(0.2～0.6)和不同气化温度(500℃、600℃、700℃)等操作条件对污泥三相产物特性的影响规律。确定最佳气化温度和空气当量比,为不同的污泥气化工艺提供参考。     

Texac0煤气化炉数学模型研究(2) --计算结果及分析

利用论文第一部分建立的能够反映Texaco气化炉内部质量和能量平衡、并考虑了多种化学反应动力学的数学模型,详细计算了气化炉的主要运行参数(如水煤浆质量配比,氧气纯度,氧煤比,煤粉粒径,气化温度以及气化压力等)对气化炉性能的影响.在展现各种参数对最终气化产物成分的影响的同时,分析和揭示了这些影响的内在机理和规律.分析结果表明:气化温度是影响气化反应速度和最终产物成分的最关键因素.表7参2     

脱水污泥/生物质移动床混合热解-气化的协同效应

以一定比例松木锯末、枯枝、落叶混合物作为生物质原料,在自制的移动床气化炉上研究脱水污泥/生物质的混合热解-气化行为,探讨不同掺混比(0%～100%)和炉温(800～900℃)下热解-气化过程对产物分布、气体成分和气化特性的协同效果。结果表明:添加生物质能有效提高气体产率并减少液体产物的生成。混合热解-气化对气体产物具有明显的协同作用,协同参数Vsyn在掺混比为50%时最高,并随炉温的升高而增大。气体产物组分同样受到2种原料共同作用的影响,炉温为800～900℃内,H_2和CO含量的实验值比理论计算值分别高10.75%～12.05%和6.35%～7.55%,CO_2含量则偏低7.55%～11.7%。在炉温850℃、生物质掺混比为50%的条件下,脱水污泥/生物质混合热解-气化干气产率达到0.56 Nm~3/kg,气体热值10.08 MJ/Nm~3,碳转化率73.06%。     

Texac0煤气化炉数学模型研究——计算结果及分析

利用论文第一部分(见《动力工程》2001年No.2期)建立的能够反映Texaco气化炉内部质量和能量平衡,并考虑了多种化学反应动力学的数学模型,详细计算了气化炉的主要运行参数(如水煤浆质量配比、氧气纯度、氧煤比、煤粉粒径、气化温度以及气化压力等)对气化炉性能的影响.在展现各种参数对最终气化产物成分的影响的同时,分析和揭示了这些影响的内在机理和规律.分析结果表明:气化温度是影响气化反应速度和最终产物成分的关键因素.表7.     

基于旋风渣膜气化炉的潞安烟煤煤气化特性实验研究

气流床气化技术是当前主流的煤气化技术,而已有的气流床气化炉一般采用悬浮气化,气化强度难以继续提高.通过在自主设计的旋风渣膜气化炉实验系统上,对潞安烟煤的旋风渣膜气化特性进行了实验研究,主要研究了运行负荷、蒸汽煤比对气化炉的气化温度、冷煤气效率、碳转化率等气化特性参数的影响规律.实验结果表明:潞安烟煤在旋风渣膜气化炉中具...     

调理污泥气化灰对SO_2的吸附特性

污泥经芬顿试剂和CaO调理后,其气化灰中残留含铁、含钙物质,使之成为潜在吸附剂.针对污泥灰渣的资源化利用,探究了调理污泥气化灰对SO_2的吸附特性,并量化芬顿试剂和CaO前处理对污泥气化灰吸附特性的影响.特制流化床吸附实验结果表明,600,℃实验温度下,每克复合调理污泥气化灰与CaO调理污泥气化灰对SO_2的硫负载量分别为43.52,mg和49.65,mg.CaO能显著提高污泥气化灰的吸附性能,芬顿试剂对气化灰吸附特性具有一定的促进作用,但由于添加比例少,含铁物质的催化作用相对较弱.XRD图谱表明,高温下以Ca CO3、Ca(OH)2等形式存在的含钙物质,可以有效捕集SO_2并形成CaSO_4.     

大型燃煤电站锅炉协同处置污泥的试验研究

针对某电厂300 MW燃煤锅炉污泥干化焚烧处置工程,对污泥干化系统及污泥掺烧对煤粉炉的影响展开了试验研究.通过对污泥干化系统的物料能量平衡计算得出圆盘式污泥干化机的热效率为74.96％,重点分析了污泥干化系统各部分的能耗情况;通过对比掺入污泥后混合燃料和设计煤种的各组分特性,分析了污泥掺烧对原煤粉锅炉运行的影响,结果表明,在污泥掺烧比例低于3％时,对煤粉炉的实际运行无明显影响.     

煤粉与生物质混燃的低温着火特性

利用自制的管式炉恒温热重测量实验台研究了掺混比、温度、煤种以及生物质种类等因素对煤粉与生物质混燃时低温着火特性的影响,并对煤粉与生物质混燃时的低温着火活化能进行了计算.结果表明:随着掺混比的增大,混合物的燃烧速率加快且燃尽程度提高;温度升高能改善煤粉与生物质混合物的燃烧特性;掺混生物质对难燃煤的着火特性影响比对易燃煤更明显;对于某一煤种,掺混水分和挥发分含量高的生物质,燃烧初期的失重速率加快;掺混灰分含量越多的生物质,在燃烧后期对煤粉的促燃作用越差;燃烧反应活化能随着生物质掺混比和温度区间的增大而减小.     

含油污泥无害化处理与资源化利用

河南油田五一社区在充分调研国内外资料、研究和规模化试验基础上，针对河南油田油泥的物化性质，经过先导试验、中试试验、规模化测试，完成了含油污泥无害化处置工艺方案的制定和流程设计，形成了一整套含油污泥掺烧处置与综合利用工艺技术，为石油化工行业减量化、资源化、无害化处置含油污泥提供了新途径。     

合成气中CO_2含量与水煤浆气化温度关系研究

为了研究合成气中CO_2含量与气化炉温度的关系,将气化炉分为3个区域:水分蒸发及挥发分热解区、燃烧区及气化区。水煤浆和氧气相继经过这3个区域发生一系列物理、化学反应最终生成合成气。建立计算模型,得到整个气化过程反应放热Q与合成气中CO_2的关系。结论表明:合成气中CO_2含量越多,气化炉温度越高;增大氧煤比,可使气化炉温度升高;较粗的煤粉,可使气化炉温度高。因此合成气CO_2含量可作为判断炉温的依据,氧煤比和煤粉细度可以作为调节炉温的手段。     

基于CPFD方法的气流床气化炉三维数值模拟

基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,对工业级别的高压顶置单喷嘴结构的航天炉进行了三维数值模拟,通过模拟分析了气化剂旋流、煤粉进料均匀性等影响因素对气化过程的影响,模拟了炉膛中从煤粉开始投料到稳定运行的动态变化过程,体现了气化炉中颗粒的流动状态和气化特征.计算结果与工业实际运行参数吻合较好,表明CPFD方法可以较好地模...     

油泥-煤混合热解挥发分析出特性

利用热重分析的方法对含油污泥、煤及其混合试样的挥发分析出特性进行研究,分析了含油污泥、煤的混合比例及升温速率对含油污泥-煤混合热解过程的化学动力学参数和挥发分析出特性参数的影响规律.实验结果表明,随着混合试样中含油污泥含量的增加,挥发分析出份额越大,混合试样总失重量增加;混合试样的热解反应整体活化能要小于两种单一组分;煤中加入少量的含油污泥就可以使挥发分初析温度显著降低,挥发分析出的温度区间在含油污泥质量分数为33%左右时达到最大;当混合试样中含油污泥质量分数超过33%时,挥发分析出高峰时的温度接近含油污泥,且挥发分最大析出速度、挥发分析出特性指数随含油污泥含量的增加而增大,增加含油污泥对混合试样挥发分的析出有明显的促进作用;在10～30,℃/min的变化范围内,热解曲线随升温速率的增大向高温方向偏移,挥发分析出特性指数随升温速率的增加略有增大,升温速率的增大对于挥发分的析出略有促进作用.     

污泥掺混煤粉燃烧过程的数值模拟模型适应性研究

针对某300 MW四角切圆锅炉煤粉掺烧污泥运行情况,采用FLUENT软件,基于单混合分数和双混合分数PDF模型,对锅炉炉膛内的烟气流动、燃烧过程和污染物NO〖HT5”〗x排放进行数值模拟。结果表明：与单混合分数相比,双混合分数PDF模型能更好地模拟污泥的高挥发分和水分对燃烧的影响,出口烟气误差在4%以内,更加符合炉内实际燃烧过程;随着污泥掺混比例的增加,污泥中水分蒸发吸热造成炉膛内的整体燃烧温度下降;当污泥含水量为40%时,掺混比例在6%以内对锅炉的燃烧情况影响不大,在技术上是可行的;由于污泥的含氮量显著高于煤粉,对于含水量为40%的污泥,随着掺混比例的增加,NO〖HT5”〗x排放量增加;含水量为80%污泥掺混煤粉后,随着掺混比例的增加,NO〖HT5”〗x排放由于燃烧温度急剧降低而减少。     

高温加压气流床内生物质气化特性的实验研究

在15～20 kg/h规模的沉降式加压气化实验装置上,实验研究了高温条件下,不同O/C摩尔比对生物质气化特性的影响,并根据实验气化炉的边界条件,建立了相应的气化模型.模型计算结果与实验结果吻合较好,模型能够很好的预测气化参数对生物质气流床气化特性的影响.研究结果袁明:在气化还原反应区,高温有利于气化反应向吸热方向进行;O/C比在1.0～2.0范围内,随O/C比的增加,CO、H2均呈现先增加后减小的趋势,可燃气体成分(CH4 H2 CO)占总合成气的50%左右;部分燃烧反应区温度在1600 K以上时,碳转化率大于90%,冷煤气效率达到50%左右.     

60kW两段式秸秆气化炉运行特性

研究了上海交通大学热能研究所研制的60kW两段式秸秆气化炉的运行特性.以秸秆为原料在该气化炉上实验,考察原料量、空气过量系数对气化炉生产能力和碳转化率以及气化效率的影响,并分析了气化气成分及热值.数据表明该气化炉各项参数均优于一般固定床气化炉:原料消耗量为100kg/h,ER=0.35时,秸秆气化气平均热值为6599.6010/m~3,产气率为1.88m~3/kg,碳转化率为91.3%,气化效率为84.6%.     

Texaco煤气化炉数学模型研究（2）—计算结果及分析

利用论文第一部分建立的能够反映Texaco气化炉内部质量和能量平衡,并考虑了多种化学反应动力学的数学模型,详细计算了气化炉的主要运动参数（如水煤浆质量配比,氧气纯度,氧煤比,煤粉粒径,气化温度以及气化压力等）对气化炉性能的影响,在展现各种参数对最终气化产物成分的影响的同时,分析了揭示了这些影响的内在机理和规律,分析结果表明：气化工是影响气化反应速度和最终产物成分的最关键因素,表7参2。     

循环流化床锅炉掺烧污泥的炉内燃烧数值模拟研究

针对1台1 036 t/h的循环流化床锅炉,基于Fluent数值模拟软件,模拟不同种类污泥及不同掺混比例下煤粉、城市污泥、工业污泥在CFB锅炉中的燃烧过程。结果表明:城市污泥与工业污泥在相同掺混比例下温度分布、烟气中氧气和二氧化碳浓度差别较小,采用循环流化床锅炉焚烧不同种类的污泥时,锅炉运行参数变化较小,城市污泥与工业污泥的燃烧特性相近;随着污泥掺混比例的增加,炉膛平均温度及二氧化碳浓度减小,氧气浓度增大,同时炉膛温度均随炉膛高度的增加而降低,稀相区温度分布较为均匀;随着污泥掺混比例的增加炉膛内燃料颗粒运动轨迹越来越混乱,左侧回旋圆圈逐渐消失,颗粒逐渐向右侧偏移。因此小比例掺烧污泥时对锅炉性能影响较小,采用循环流化床锅炉焚烧污泥不存在技术问题,可以顺利实施,但应注意污泥掺烧比例问题,应尽量避免大比例掺烧污泥。