城市污水污泥与煤混烧的热重试验研究

采用热重分析法对1种煤样（C）和2种城市污水污泥（S1和S2）及其混合试样进行了燃烧特性试验研究．结果表明：污泥的失重主要为挥发分的析出与燃烧,升温速率提高有助于污泥的快速处理及热能的利用,但总失重率较小,减量化较差;污泥与煤样的混烧特性从总体上表现为污泥和煤样共同作用的结果,随着污泥所占比例的增加,试样的着火温度逐渐降低;当污泥的掺烧比为25％左右时,综合燃烧性能最好．采用Freeman-Carroll微分法确定污泥与煤混烧过程中化学动力学参数,结果显示污泥在温度较低时更易于反应,而煤则表现出相反的性质．根据对不同掺烧比下污泥燃烧性能参数及化学动力学等方面的分析,得出污泥S2更适合燃烧处理．     

城市污泥和煤混燃特性的热重分析法研究

利用热重分析法对某城市污泥和某煤种及其两者混合物的着火温度、活化能及综合燃烧特性等参数进行了研究。试验结果表明,混合试样和煤相比其活化性能得到了提高,着火温度提前,综合燃烧性能下降。在混燃过程中,煤和城市污泥基本上保持了各自的挥发分析出特性,煤的燃烧表现得更为明显。     

W型火焰锅炉内无烟煤掺烧优化数值模拟

对两种典型无烟煤进行了工业分析及热重试验,应用双混合分数（PDF）模型对不同无烟煤掺烧方式下直吹式制粉系统W型火焰锅炉进行了数值模拟,得到了炉内烟气温度场、氧体积分数分布场及烟气速度场.结果表明：两种无烟煤的工业分析参数基本相当,但可磨性和燃烧特性存在明显差异;在炉前掺烧方式下,炉膛温度、氧体积分数分布以及速度场均较对称,但煤粉燃尽率比分磨掺烧方式下明显偏低,炉膛出口烟气温度比分磨掺烧方式下偏高;在分磨掺烧方式下,磨煤机运行模式对燃烧经济性有较大影响;无烟煤与无烟煤也存在混煤掺烧优化的空间,分磨掺烧方式可提高燃烧经济性.     

平煤集团洗煤泥流化床结团燃烧试验研究

对平顶山洗煤泥的燃料特性以及结渣特性进行了研究,并在小型电加热流化床试验台上进行了结团燃烧试验,探讨了煤泥的结团强度随粒径、床温、停留时间等参数的变化关系。试验结果表明,粒块状煤泥具有良好的结团特性,在整个燃烧过程中都有较高的结团强度,采用异重结团流化床燃烧煤泥切实可行,从而为组织大型燃烧试验和锅炉设计提供了可靠有效的理论依据。     

竹园污泥焚烧污染物排放特性的试验研究

选取上海竹园污泥,将原始污泥样品分为全干污泥、均匀干化污泥(含水率10%)和干湿混合污泥(含水率20%,干湿污泥质量比例为10∶3)三种样品,分别送入小型流化床焚烧炉中焚烧。试验研究了全干污泥在750℃、850℃、950℃三个工况下的燃烧特性,并研究了均匀干化污泥和干湿混合污泥在850℃工况下的燃烧特性。研究发现,上海竹园污泥在小型流化床焚烧炉中燃烧时,排放的主要常规污染物包括CO、SO2、NOx、HCl等以及二噁英和Cd、Hg、Pb等重金属。不同燃烧温度和含水率对污染物的排放有一定影响,提高燃烧温度,CO、SO2、NOx、HCl等的排放基本呈现出下降趋势,而烟气中Pb的排放随着温度上升而升高,相同燃烧温度下含水率升高能降低二噁英的排放总量,随着含水率的提高飞灰中重金属含量有所降低,而底渣中重金属含量呈上升趋势。     

市政下水污泥焚烧处置装置

污水处理厂下水污泥一般含水率为80％,其余的20％中含有各种有害物质,焚烧是最彻底的无害化处理方法。鼓泡流化床焚烧炉成为主要的污泥焚烧装置。不添加煤等辅助燃料才能保证焚烧处理的环保性使烟气中的污染物不被稀释。烘干后含水率达到～62％,应用基低位热值达到650kcal／kg以上的污泥才能达到焚烧条件。焚烧系统由污泥进料系统、鼓泡流化床焚烧炉、送风系统、排渣及砂循环系统四个单元构成。污泥进料系统中料斗的形状应能防止斗内污泥搭桥、堵塞。鼓泡流化床焚烧炉应保证q3、q4损失接近于0。送风系统中一、二次风机抽气口设置在污泥池内来避免臭气外泄。并设置高温空气预热器使热风温度最高达到500℃。排渣及砂循环系统应保证炉膛密封。     

石化污泥与煤混烧时多环芳烃的排放特性

在管式固定床上进行了石化污泥与煤的混烧试验,着重研究了质量掺混比、燃烧温度和燃烧停留时间等因素对底渣中多环芳烃排放的影响.结果表明:随着污泥质量掺混比的增大,底渣中多环芳烃排放量呈明显上升态势;随着燃烧温度的升高,多环芳烃排放量先上升后下降;随着燃烧停留时间的增加,多环芳烃排放量呈明显的下降趋势,且存在一个临界停留时间.在各种工况条件下,低环多环芳烃排放量均高于高环多环芳烃排放量.     

煤与生物质混合燃烧特性及动力学分析

本文利用热分析技术,对煤与两种生物质混合物的燃烧特性进行了研究,并对反应动力学进行了分析.结果表明,混合燃烧改变了煤的燃烧特性,改善了燃烧性能,混合物的燃烧反应服从燃烧反应动力学规律.     

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.     

煤粉热解特性对其富氧气氛下着火机理的影响

利用非等温热重分析法对两种烟煤的热解特性及富氧下的燃烧特性进行研究.实验结果表明,煤粉中低温下的热解行为对其富氧气氛下的着火机理有明显影响.挥发分初析温度低、热解特性指数D大的煤,随着氧体积分数的增加,着火方式逐渐由非均相转变为均相.而挥发分初析温度高、D较小的煤,着火方式则无明显变化.热解活性高的煤,在着火机理转变后,着火温度显著降低,但燃尽温度基本不受影响.氧体积分数提高后两种煤粉的燃烧特性指数S都有所增大,但相同氧体积分数下不同煤种之间的S相差不多,说明着火机理的改变对S无明显影响.     

煤与污泥的循环流化床富氧燃烧

结合污泥的特性与富氧燃烧技术的优点,在一个内径为100mm的循环流化床焚烧炉内进行煤与污泥的富氧燃烧试验.试验分析了不同煤泥质量比,在氧体积分数为21%～35%环境下的燃烧特性以及送风含氧量、床层温度对烟气成分的影响.结果表明:不同质量比的燃料在不同氧气氛围的燃烧特性不同;当给料量恒定时,随着送风含氧量的增大,总风量减少,炉膛的温度逐渐升高,烟气中SO2与NOx浓度都呈增大的趋势,这有利于SO2与NOx的脱除;NOx体积分数随床层温度的升高逐渐增加.     

The effect of wood biomass blending with pulverized coal on combustion characteristics under oxy-fuel condition

In this study, combustion from the co-firing of coal and wood biomass, and thermal characteristics such as ignition temperature, burn-out temperature, and activation energy were discussed using a thermogravimetric analyzer (TGA). We investigated the effects of biomass blending with two kinds of pulverized coal (bituminous Shenhua, and sub-bituminous Adaro) under air and oxy-fuel conditions. The coal fraction in the blended samples was set to 1, 0.8, and 0.5. The oxygen fraction in the oxidant was set to 0.21, 0.3, 0.5, and 0.8. The ignition temperature was governed by the fuel composition, particularly in the blended biomass which has a much higher content of volatile matter comparing to coal. However, the burnout temperature, which shows a strong relationship with char combustion, depended on the oxidant ingredients rather than on the fuel components. Thermal characteristics such as ignition, burnout temperature, reaction region, and heat flow were very similar between air and a 0.3 oxygen concentration under oxy-fuel conditions with Shenhua coal.     

Kinetic studies of dehydration,pyrolysis and combustion of paper sludge

The reaction kinetics of drying, pyrolysis and combustion of paper sludge have been determined in a thermogravimetric analyzer (TGA). The effects of heating rate (5–30 K min⁻¹) and sample weight (10–50 mg) on drying and pyrolysis of paper sludge have been determined. The kinetic parameters of char combustion are determined at the isothermal conditions (723–1173 K). For dehydration, pyrolysis and combustion of paper sludge, temperature can be divided into drying (−470 K), pyrolysis [low (470–660 K), medium (660–855 K)] and combustion (>855 K) ranges. From the kinetic parameters (frequency factor and activation energy) of water decomposition, two major degradable compounds are found and the experimental thermogravimetric curves predicted by those parameters. For char combustion, the reaction order is found to be unity. The char combustion is well expressed by the shrinking core model with chemical reaction controlling and the activation energy is changed from 24.3 to 10.14 kJ mol⁻¹ K⁻¹ at 873 K.     

石灰立窑代焦型煤燃烧特性的实验研究

在SDTQ600差热-热重联用仪上对石灰立窑代焦型煤试样进行了热重分析,研究了不同升温速率对其燃烧特性的影响,并以5℃/min的升温速率将型煤、焦炭和无烟煤块煤试样进行对比。利用马弗炉研究了单颗粒代焦型煤的燃烧速率。结果表明,代焦型煤的燃烧过程经历了干燥预热、挥发份析出、碳粒燃烧和残碳燃尽4个阶段;随着升温速率的增加,代焦型煤燃烧各阶段的反应时间缩短,反应速率加快;当升温速率由5℃/min提高至10和15℃/min时,代焦型煤的着火时间由28.12min下降至14.01和10.13min,其燃尽时间也由36.82min下降至27.59和22.47min。通过对比,型煤在着火、稳燃性能及综合燃烧特性方面最好,而燃尽性能居中;代焦型煤、焦炭与无烟煤块煤3种试样的综合燃烧指数分别为53.25×10-9、30.14×10-9和11.53×10-9。燃烧温度对型煤燃烧速率影响较小,而型煤尺寸对后期燃烧速率影响较明显,减小型煤尺寸可增大燃烧速率;相同条件下,代焦型煤的燃烧速率低于焦炭而高于无烟煤块煤。实验结果可为石灰立窑型煤代焦提供指导。     

Thermogravimetric analysis of the co-combustion of coal and paper mill sludge

The thermal behavior of semi-anthracite coal, paper sludge and their blends during pyrolysis and combustion processes was investigated in this study. The experiments were conducted in a differential thermogravimetric analyzer at different heating rates (10 K/min, 20 K/min and 30 K/min) and at temperatures ranging from 310 K to 1300 K. The results revealed that de-volatilization of paper sludge occurred earlier with a higher rate, and that the process was further accelerated under oxygen-enriched conditions. The blends had integrative thermal profiles that reflected both paper sludge and coal. In addition, the blends showed different ignition and combustion behavior depending on the percentage of sludge. Two types of non-isothermal kinetic analysis methods were applied to evaluate the combustion processes. The kinetic parameters of the blends confirmed the improved ignition characteristics. In addition, both the TG profiles and activation energy indicated that the combustion of their blends with low percentages of sludge, such as 10 wt.%, were similar to that of coal. These experimental results help explain and predict the behavior of coal and paper sludge blends in practical applications.     

不同煤燃烧方式多环芳烃生成特性的研究

研究比较了不同煤燃烧方式多环芳烃生成特性。固定床煤燃烧多环芳烃生成随温度升高出现了先增加后减少的趋势，流化床煤燃烧多环芳烃生成随温度升高而增加。流化床煤燃烧多环芳烃生成量要少于固定床燃烧方式，总量上低1～2个数量级。固定床燃烧(管式炉等)PAHs低温由热解生成，高温由前驱物生成。流化床燃烧PAHs低温由高环芳香性物质的热分解和缩聚反应生成，高温由小分子烃类的聚合。图12表1参13     

污泥掺烧方式对燃煤锅炉燃烧影响的模拟研究

为了确保燃煤锅炉掺烧污泥后炉内燃烧安全稳定并控制NO_x的生成,以国内某典型1 000 MW超超临界燃煤锅炉为研究对象,利用CFD软件计算研究了不同的污泥掺烧方式对锅炉温度场和NO_x生成的影响。结果表明：在燃煤锅炉不同层的燃烧器掺烧污泥,掺烧污泥的燃烧器对应高度均出现了温度的下降和NO_x排放浓度的降低;随着污泥分别由下往上在B,D,F层燃烧器进行掺烧,在炉膛出口处烟温升高,NO_x排放浓度降低;在保持F层燃烧器总热值不变的情况下进行掺烧时,能保证锅炉整体温度水平,掺烧污泥比例越高,炉膛出口烟温越低,NO_x生成量越少;在F层燃烧器掺烧污泥燃烧效果较好,有利于NO_x减排,是最适合污泥掺烧的燃烧器层。     

基于灰颗粒的物理特性为分类原则的试验研究

循环流化床(CFB)锅炉炉内的燃烧及传热与炉内床料的状态密切相关,而炉内床料主要是由燃煤含有的矿物组分经过燃烧、爆裂和磨耗过程形成的。文中对6种煤样在固定床燃烧后,使用可视化显微仪,获取了灰颗粒的微观形貌特征,根据灰颗粒的机械强度和耐磨性能的不同,将灰颗粒定义为3类不同性质的灰。以此为基点,采用固定床燃烧后冷态振动筛分和流化床实验台热态流化后筛分的方法,研究了不同燃烧温度下升温速率对灰颗粒粒径变化的影响,以及不同燃烧温度下燃烧时间对灰颗粒粒径变化的影响,推演了不同煤样在燃烧过程中的演化特征。结果表明:3类灰颗粒在不同的燃烧温度和时间的演化过程存在明显的不同,从而为预测循环流化床中的床料粒径分布提供了理论依据。     

煤泥流化床燃烧脱硫试验研究

以石灰石为脱硫剂,通过大型流化床试验台研究了钙硫比,脱硫剂粒度、床层温度等参数对煤泥流化床燃烧脱硫效率的影响,为实现煤泥流化床洁净燃烧提供依据。     

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。