煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响

采用Ｍａｌｖｅｒｎ 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布、及Ｌｅｃｏ 公司的ＭＡＣ－ ５００ 型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分, 对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各４ 种不同粒径的细化和超细化煤样进行了试验研究, 应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响． 结果表明, 煤粉颗粒粒度对煤质分析特性有很大的影响, 并进一步影响煤粉的热解、着火、燃烧等特性． 煤粉颗粒粒度是进行煤质分析与燃烧系统设计的重要物理参数．     

低变质煤的密度与粒度对可磨性和能耗的影响

采用哈氏可磨性指数测定仪和激光粒度仪分别对某电厂4种不同粒度和4种不同密度低变质煤样的可磨性指数（HGI）和研磨后的粒度分布进行了测定,并用功耗模块测试了不同煤样研磨过程中的能耗,分析了煤样粒度与密度特征对其研磨特性的影响规律。结果表明,粒度级别相同时,密度对HGI值、研磨功耗和磨后产品的粒度分布均有很大的影响。密度级别相同时,1.25～0.63 mm级别物料的HGI值最大。物料的研磨功耗随着粒度的增大而增大,但研磨后产品粒度分布与原煤粒度相关性较小。     

煤粉颗粒粒度分形分析

采用英国Malvem公司的MAM5004型激光粒度分析仪测定了合山、晋城各4种不同粒径煤样的粒度分布．采用美国LECO公司的MAC-500型工业分析仪分别测得各煤样的固定碳及挥发分含量．根据实验数据研究了煤粉颗粒的分形特征及其煤粉粒度分布分形维数与其固定碳及挥发分含量的关系，提出了基于考虑能量、环境、安全的煤粉燃烧锅炉的煤粉经济细度新概念．煤粉的分形维数可以反映煤粉的物理结构特性，并提供反映煤粉燃烧特性与炉内的燃烧状况的信息．煤粉颗粒的分形维数愈大，细度愈小，愈均匀，煤粉燃烧性能愈好，超细化煤粉燃烧技术是一种极具潜力的煤粉洁净高效燃烧新技术．     

煤的哈氏可磨性指数测定影响因素研究

结合煤的哈氏可磨性指数测定原理及测定步骤,从煤样制备方法、煤样的水分、哈氏可磨性指数测定仪的校准、哈氏可磨仪的操作等方面研究煤的哈氏可磨性指数测定的影响因素。研冤结果表明:煤样制备方法及样品的出样率、不同变质程度煤样的水分含量、哈氏可磨性指数测定仪的定期校准是影响煤的哈氏可磨性指数测定结果可靠性的重要因素,同时指出哈氏可磨仪的不规范操作会影响煤的哈氏可磨性指数测定结果的准确度,建议应依照相关国家标准严格检测煤的哈氏可磨性指数,以保障煤的哈氏可磨性指数测定结果的准确性。     

瓦斯煤粉耦合体系着火实验研究

为研究煤矿井下瓦斯、煤粉、空气3成分体系的着火特性,在改进的粉尘云最低着火温度测试装置(G-G furnace)内,选取4种煤样进行瓦斯与煤粉耦合条件下的引燃实验研究。 实验结果表明：当有煤粉存在时,瓦斯-煤粉-空气3成分耦合体系的最低着火温度（MIT）均低于瓦斯、煤粉的最低着火温度,且煤粉粒径越小、煤粉挥发分越大,耦合体系的最低着火温度下降的越多。D50≈25 μm的1号煤样使得耦合体系的着火温度比瓦斯低340 ℃,比煤粉低110 ℃。说明煤矿井下电气设备按纯的甲烷气体进行防爆温度设计和选型,若不考虑煤粉的影响,具有引燃瓦斯-煤粉-空气3成分耦合体系的风险,需加以完善和改进。     

基于高压水射流的超细煤粉制备技术及其影响因素研究

基于高压水射流技术采用空化射流磨对不同粒径的煤样进行了破碎,从破碎后煤样的粒径分布、比表面积及形貌特征等方面研究了不同粒径的原煤样在不同射流压力下的破碎效果。试验结果表明,空化射流磨能在很短的时间内制备出粒径小于8μm且粒径分布非常窄的超细煤粉。射流压力和进料尺寸对射流磨的破碎性能有着重要影响,即射流压力越大,产物中超细煤粉的质量分数越大,其边角越圆滑且产物粒径分布也越窄;进料尺寸越大,射流磨的破碎效率越高。     

动力配煤燃烧特性的研究

通过沉降炉燃烧特性试验,研究了不同煤种以不同比例混合得到的配煤着火、燃烧、结渣以及污染排放特性。在不同过量空气系数、炉膛温度和煤粉细度等运行工况下,研究了配煤的燃烧特性变化规律及其影响因素,获得了燃煤挥发分、发热量和煤粉细度等参数变化对配煤燃烧特性的影响规律,得到了最佳的经济配煤方案。     

褐煤中官能团对其燃烧特性的影响

为研究煤的微观结构对煤的燃烧特性的影响,选取7种典型褐煤,借助热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪对所选煤样进行了结构特征及燃烧特性分析。利用Gaussian峰对褐煤红外光谱谱线进行分峰拟合,以此确定褐煤中官能团的分布、归属及结构特征,从而研究煤样中官能团对其燃烧特性的影响。结果表明:褐煤中芳香烃结构的稳定性较好,活性较低,对煤的着火是不利的;脂肪烃含量影响褐煤燃尽温度,对煤的燃尽不利;含氧官能团、羟基分别能提高褐煤着火后燃烧速度和降低褐煤的活化能,能促进煤的着火燃烧。     

煤粉粒度对神华煤热解及燃烧特性的影响

采用瑞士梅特勒公司生产的TGA/SDTA851e热重分析仪器研究了4种不同煤粉粒度神华煤的热解、燃烧特性,考察了粒径及升温速率对热解和燃烧的影响。采用不同的升温速率制取两组焦样,进行热天平燃烧实验。用特征温度表征燃烧过程特性,分析燃烧规律的变化。实验结果表明,随着制焦时煤粉粒径的减小,煤焦的着火温度提前,燃烧的剧烈程度增加,燃烧的稳定性和燃烬程度得到了改善。由于挥发分的存在,煤粉燃烧过程中粒径对于难燃质燃烧的影响较小。     

煤炭性质对E型磨煤机研磨行为的影响研究

采用哈氏可磨性指数测定仪模拟E型磨煤机,对来自某电厂4种不同密度级和4种不同粒度级的煤样进行研磨,并用功耗测定模块测定研磨过程中的所用功耗,研究煤样粒度和灰分对E型磨煤机研磨行为中转矩及破碎速率的影响。试验结果表明,煤样密度级别相同时,转矩随煤样粒度的增大也呈增大趋势,而破碎速率则随着粒度的增加而减小;粒度级别相同时,煤样灰分在20%~30%时的转矩明显低于其它灰分级,各粒度级均呈现上述相同的规律性,破碎速率则随着灰分的增大而降低。     

水溶钠对准东煤快速热解煤焦燃烧特性的影响

采用不同萃取液对准东五彩湾烟煤进行逐级萃取,分别利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和离子色谱仪对萃取制得的滤液进行相应的元素分析和阴离子检测。测试结果表明,准东煤中金属钠的赋存形态以水溶钠为主,且主要以NaCl,Na2SO4,NaNO3,NaHCO3等化学形态存在。在酸洗煤样中加载不同化学形态水溶钠,并在沉降炉快速热解条件下制备煤焦。热解煤焦的热重燃烧实验表明,添加水溶钠使煤焦的燃烧初始反应温度、着火温度和燃尽温度都较酸洗煤煤焦有所降低,表明水溶钠盐对高钠煤煤焦的燃烧具有促进作用。不同化学形态水溶钠的催化作用不同,以Na2CO3的作用最为显著。通过积分法计算得到了5种快速热解煤焦燃烧的活化能,加载水溶钠盐使煤焦燃烧的活化能降低,不同化学形态水溶钠的影响不同。     

基于环境保护与燃烧品质双重考虑的煤炭分类研究

以煤粉颗粒粒径分布为切入点,将环境保护与燃烧品质的双重考虑引入煤炭分类中,在试验设计与研究的基础上,依据污染潜势、燃烧性能和自吸附能力,通过聚类分析,将煤炭划分为4种类型：58%的样品为较理想的环保优质燃料;21%的样品燃烧性能较好,但环保性能有待提高;12%的样品环保状况较好,但燃烧性能有待提高;另有9%的煤炭样品环保性能和燃烧性能均相对不理想.     

Numerical investigation on the spraying and explosibility characteristics of coal dust

This paper utilises FLUENT software to simulate the spraying and explosion of coal dust in a spherical explosion chamber. The influence of particle size on coal dust spraying is analysed. Explosion easily develops for small particle sizes under the same conditions of coal dust concentration and ignition temperature. For large-size coal dust particles, the speeds of release and transmission reduce dramatically due to lack of oxygen inside. Explosion is very difficult to develop in such conditions. Coal dusts with smaller particle size distribute uniformly in the chamber, whereas larger particles concentrate in parts of the chamber. The influence of coal dust concentration, ignition temperature and particle size on the pressure of coal dust explosion is also studied. The results show that, when ignition temperature is less than a certain value, the maximum pressure increases rapidly with the growth of ignition temperature. As ignition temperature is larger than the value, the change of the maximum pressure is small. The maximum explosion pressure increases first and then decreases with the increase of coal dust concentration. Because the inside of large size particles burn only partially due to lack of oxygen and slow combustion heat release and transfer, the decrease of the maximum explosion pressure is proportional with the increase of particle size.     

混煤燃烧过程中的交互作用:煤种对混煤燃烧与NO_x排放特性的影响

在沉降炉上开展了无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%,50%,75%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式下煤种对混煤燃尽及NO_x排放特性的影响。结果表明,不同煤种掺混燃烧时促进和抑制两种交互作用具有差异性。"炉外"掺烧方式下,挥发分含量差异较大的煤掺混时,交互作用明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,对燃尽抑制作用表现最为显著,混煤的燃尽降低;挥发分含量差异较小的煤掺混时,交互作用相对较小,混煤的燃尽率在各掺混比例下基本接近计算线性燃尽率;混煤燃烧的NO_x排放特性随挥发分较高的煤的掺混比例增加基本呈线性变化的规律。"炉内"掺烧方式下,随两种煤延迟混合时间的增加,交互作用逐渐减弱,各单煤的燃烧独立性增强,混煤燃尽率逐渐接近计算线性燃尽率;挥发分含量差异较大的煤掺混时,改变混合时间,混煤燃尽率变化显著,挥发分含量差异较小的煤掺混时,各单煤燃烧独立性较强,改变混合时间,混煤燃尽率变化不明显;混煤NO_x排放量随延迟混合时间的增加而逐渐降低。     

超细煤粉着火特性的热重分析

采用热重法,分析了粒度、升温速率和氧气浓度对超细煤粉着火特性和燃烧特性的影响.实验结果表明,减小煤粉粒度,增大氧气浓度有利于降低煤粉着火温度,增大煤粉的燃烧速率,提高超细煤粉燃烧性能.升温速率对煤粉的燃烧特性也有影响,随着升温速率的提高超细煤粉的着火温度升高,最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高.     

松散煤体自然发火过程氡析出及运移规律

火源精准探测一直是煤火灾害防治方向的世界性难题,而同位素测氡是火源精准探测的主要研究方法。为了解采空区火源位置分布及发火情况,基于煤自然发火实验台研究松散煤体发火过程中氡析出及运移规律。为减小测氡过程对自然发火实验影响,设计局部气体循环系统,控制实验取气量,获得松散煤体自然发火过程中氡活度浓度沿轴线分布规律;通过数据筛选及统计分析,获得同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律;根据氡活度浓度分布理论,推导实验台轴线方向氡分布方程;基于同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律及氡分布方程,获得松散煤体自然发火过程中氡的运移规律,确定真实反映氡析出与煤温关系的节点位置;通过松散煤体单元划分及氡析出理论分析,推导松散煤体氡析出随发火时间的对应关系;基于实验分析和理论推导,获得氡析出与发火时间的变化规律。结果表明:松散煤堆自然发火过程中,沿轴线方向松散煤体内氡运移主要以渗流为主,当T_(max)50℃时,渗流影响范围为0L175 cm,其中L为与进风口的距离;当T_(max)≥50℃时,渗流影响范围减小为0L125 cm,多种运移方式耦合作用范围为125L175 cm,可为采空区发火位置判断提供依据;在一定温度范围内,氡析出随煤温升高呈指数增长,且存在临界温度值,可为松散煤体发火程度判断提供依据。     

高炉喷吹用煤粉可行性指标的研究与应用

针对目前高炉喷吹煤性能评价指标存在的不足,对评价高炉喷吹用煤粉的各项可行性指标,如煤种的工业及元素分析、燃烧性、着火点、爆炸性、发热值、反应性、可磨性等进行了系统研究和分析。并以河北某M钢铁厂目前所用高炉喷吹煤粉为例,对其所用8种喷吹煤粉的可行性指标进行了试验研究与理论分析,最终得到该钢铁厂煤粉性能的总体评定,推荐高炉喷吹用煤种为3~#、5~#和6~#。     

烟煤持续耗氧过程中自由基变化规律研究

为了研究煤持续耗氧过程中自由基变化规律,选取4种不同变质程度的烟煤,采用电子顺磁共振仪,研究了在变温条件下不同烟煤从富氧到贫氧的持续耗氧过程中自由基的变化规律。实验结果表明:常温下随着煤变质程度的增加,煤中自由基的种类和浓度减少,自由基的对称性增大;随着煤粒径的减小,煤中自由基浓度增大,种类不变,对称性呈波动变化;粒径分布对煤中自由基、浓度、种类和对称性具有较大影响;当温度不断升高,氧气供给不断减小的情况下,煤中自由基浓度则有增有减,而自由基种类和对称性都呈下降趋势,不同煤种随温度变化的持续耗氧规律有所不同。