运行参数变化对水煤浆流化燃烧过程的影响

为了深入了解水煤浆流化燃烧过程的规律,以"小室"为基础,结合流化床内气固两相流动及传热、水煤浆燃料的热解、挥发分及焦炭燃烧、污染物生成等子模型,建立了水煤浆在流化床锅炉中燃烧的综合数学模型。分析了当水煤浆流化燃烧装置锅炉负荷、过量空气系数及燃料中的挥发分份额等参数发生变化时炉内有关参数沿炉膛高度方向的变化规律。研究结果表明,与燃煤流化床锅炉相比,水煤浆燃烧锅炉炉膛底部的温度明显较低。另外,锅炉负荷越大,炉内温度越高,燃烧条件越好;过量空气系数对燃烧的影响并不是单调变化关系;煤种挥发分越高越有利于燃料的燃烧。     

麦渣与制浆废液共混制备成型颗粒燃料及其燃烧特性分析

为研究麦渣与制浆废液共混制备的成型颗粒燃料的燃烧特性,通过热重分析法对其燃烧热力学及燃烧动力学进行了研究。结果表明：制浆废液的添加使颗粒燃料出现固定碳的二次燃烧阶段,有利于降低成型颗粒燃料的挥发分、固定碳燃烧阶段的点火温度及最大燃烧速率温度,对颗粒燃料的燃烧有正向协同作用;制备的颗粒燃料的一阶动力学模型拟合曲线的相关系数在0.95以上,颗粒燃料在挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段的活化能和指前因子均随制浆废液的添加而降低。当废液固形物质量分数为53%时制备的成型颗粒燃料,其挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能为72.85和83.52 kJ/mol,指前因子为2.82×10⁶和3.73×10⁵ min^-1。制浆废液的添加使颗粒燃料更易燃烧,且燃烧过程稳定不易爆燃。     

100t/d气化飞灰预热燃烧锅炉设计与运行

煤气化技术是煤炭梯级利用的主要方式之一,近年来发展迅速、使用广泛。但煤气化过程无法将煤中的碳全部转化利用,煤经过气化后仍有部分可燃物残留在气化飞灰中。其中循环流化床煤气化产生的气化飞灰碳含量相对较高,低位发热量达12~25 MJ/kg,若能加以利用会显著提高碳的利用率。气化飞灰的挥发分极低,传统燃烧技术很难处理。为了实现气化飞灰的高效燃烧,并同时控制燃烧的NO_x排放水平,提出并发展了预热燃烧技术。该技术将气化飞灰在流化床预热燃烧器中进行预热,在缺氧条件下通过化学反应产生热量将燃料自身预热至850~950℃并脱除部分燃料氮,再将预热后的燃料通入煤粉炉炉膛,在炉内通过分级配风实现高效低NO_x燃烧。针对一台采用预热燃烧技术的气化飞灰预热燃烧锅炉,开展调试和工程试验,通过考察预热燃烧器和炉膛内的温度分布和变化规律、气化飞灰的燃烧效率以及NO_x原始排放,研究气化飞灰的预热特性、预热后的高温气固混合燃料的燃烧特性和NO_x排放特性。结果表明,预热燃烧锅炉可以燃用挥发分3%的气化飞灰,锅炉运行稳定,气化飞灰燃烧效率可达98%以上,NO_x原始排放浓度最低可达261.94 mg/m~3,经脱硝处理能达到超低排放。预热燃烧锅炉实现了气化飞灰的高效低氮燃烧,证明了预热燃烧技术在超低挥发分燃料处理方面的可行性和技术先进性。     

单颗粒煤挥发分火焰碳烟演化实验研究

搭建单颗粒煤燃烧检测平台,进行了单颗粒煤挥发分火焰中碳烟生成的检测研究.基于高速摄像仪检测得到的碳烟体积分数分布,结合热泳探针技术和扫描电子显微镜对挥发分火焰中碳烟颗粒的形貌进行分析,探究了单颗粒煤挥发分火焰中碳烟分布特征及演化过程.结果表明:在稳定燃烧阶段,最大碳烟体积分数出现在尾焰低温区,且相同燃烧条件下烟煤的碳烟...     

热重-红外联用分析制革污泥的燃烧特性

利用TG-FTIR对制革污泥的燃烧特性和燃烧过程气体释放情况进行了研究。研究发现,制革污泥挥发分和灰分含量较高,固定碳含量低、热值低。不同升温速率下,制革污泥的燃烧在800℃时已经比较充分,随着升温速率的增加,制革污泥碳燃烧的失重速率和峰值温度有所增加。运用Ozawa法进行活化能计算表明,制革污泥燃烧所需活化能随着反应程度的深入而增加。制革污泥的挥发分燃烧阶段符合三维扩散的Z-L-T方程反应模型,固定碳燃烧阶段符合自催化反应的P-T方程反应模型,且制革污泥在不同升温速率下燃烧动力学参数存在动力学补偿效应。TG-FTIR分析表明,不同升温速率对气体析出基本特征没有影响,在低温阶段,制革污泥的燃烧产物中有少量的有机酸组分析出。     

神木烟煤等离子体气化所制半焦的特性研究

在实验室中采用三相交流等离子体电弧发生炉对神木烟煤进行等离子体气化制得实验用半焦,并对其进行工业分析和流化床燃烧实验。工业分析结果表明,所制得半焦中挥发分含量几乎为零,而部分灰分和固定碳也参与反应挥发出去。半焦在流化床中燃烧实验结果表明,所制得半焦能够在流化床中持续稳定燃烧,并且燃烧过程中燃烧产物能够稳定排放。通过建立数学模型求得半焦燃烧动力学参数,结果表明,半焦的活化能远大于原煤的活化能,其反应活性则低于原煤的反应活性。     

阳极焙烧炉节能降耗几个技术问题研讨(续1)

讨论了焙烧过程中析出挥发分的总量和成分问题,研讨了挥发分析出和燃烧的热惯性,调整的滞后性和自适应性以及自动恶化性特点;提出了制品焙烧温度的宽域性特点和标示温度概念,讨论了焙烧升温曲线图给出的技术信息,研讨了火道温升异常和波动的原因以及减少波动问题。     

湿褐煤的流化床燃烧

在用空气或氮气流化的砂子床中,于温度1000K左右下考察了湿度很大的澳大利亚维多利亚州褐煤的行为。将粒度范围很小的少量煤料加入到直径76毫米的流化床中,记录下脱挥发分和整个燃烧所需要的时间。也测定颗粒水含量的变化、挥发分量和粒度大小分布。所     

流化床燃烧石油焦N_2O排放特性

通过在一小型流化床试验台上进行石油焦的燃烧试验 ,阐述了N2 O和NO形成与分解机理 ,模拟研究了N2 O的排放特性 .采用不同程度脱去挥发分的石油焦颗粒 ,研究脱挥发分的程度对N2 O形成的影响 ,脱挥发分的温度越高 ,即脱挥发分的程度越高 ,石油焦氮形成N2 O的量越少 ,这表明石油焦挥发分氮形成N2 O量高于相应石油焦焦炭氮燃烧产生的N2 O量 .燃料燃烧过程中 ,NO形成比较均匀 ,而N2 O形成比较复杂 ,燃料氮向NO的转化率随脱挥发分温度升高而增加 ,而向N2 O的转化率则有一临界脱挥发分温度点 .     

在预分解窑中使用劣质煤的体会

我公司2500t/d熟料生产线,其窑规格为覫4.00m×600m,预热器为双系列五级旋风筒,分解炉为TD F炉型,窑头和分解炉都采用了三风道喷煤管,熟料冷却机是充气梁冷却机。由于受煤炭能源紧张的影响及考虑降低生产用煤成本,我们改用了低挥发分、高灰分、低热值的劣质煤作燃料,在生产操作和控制中出现了一些问题,为此我们采取了相关的技术措施使问题得到了很好的解决。本文就此作一总结。1煤粉燃烧特性众所周知,煤粉颗粒燃烧过程一般分为预热、挥发分分馏与燃烧、固定碳燃烧三个过程。在挥发分没有燃烧完之前,焦炭颗粒被挥发分和燃烧产物的气体包围…     

深度空气分级下混煤未燃尽碳与NOx协同优化数值模拟

为探究掺混方式及配风方式对混煤燃尽率和NO_x排放量的影响,以一台660 MW四角切圆锅炉为研究对象,开展混煤燃烧过程未燃尽碳和NO_x排放的协同优化数值研究。结果表明,在深度空气分级条件下,未燃尽碳主要受停留时间、掺混方式、配风方式等因素共同影响;合理搭配掺混方式和配风方案可降低混煤未燃尽碳水平和炉内NO_x总生成量,达到两者的协同优化。与炉外掺混相比,炉内掺混更加灵活,可通过优化低挥发分煤的燃尽程度来改善混煤整体的未燃尽碳水平。在炉内掺混方式下,均等配风将低挥发分煤置于上部燃烧器或正宝塔配风将低挥发分煤置于下部燃烧器,均有利于低挥发分煤的燃尽;而将高挥发分煤置于上部燃烧器更有利于NO_x减排。综合考虑混煤未燃尽碳和NO_x排放特性,将高挥发分煤置于上部燃烧器且采用正宝塔配风可为下部低挥发分煤的燃烧提供相对充足的氧量,提高低挥发粉煤的燃尽率,降低混煤未燃尽碳水平;上部高挥发分煤析出的挥发分中含有大量含氮中间产物HCN,可将已生成的NO_x还原,有利于降低炉内混煤NO_x生成量。     

煤燃烧中影响NOx生成因素的分析

概述了煤燃烧中空气分级燃烧技术,分析了NOx生成的影响因素。影响NOx形成的主要锅炉操作参数为:初级燃烧区化学计量比为0.7～0.9,停留时间较长时,NOx的生成量较少;温度的影响与环境的氧化/还原气氛有关;增加过量空气,NOx生成量增加。影响NOx生成的最主要的煤性质是氮含量和挥发分,氮含量的影响与燃烧所采用的控制技术有关,随挥发分含量增加,NOx的生成量减少。     

典型尺寸燃煤颗粒富氧燃烧特性及燃烧本征动力学研究

利用微型流化床加热速度快、温度分布均匀以及气体近平推流等优势,在直径20 mm自动控温的微型流化床反应分析仪中研究了粒度分布为1.7～3.35 mm和0.12～0.23 mm两种典型尺寸燃煤颗粒在790～900℃温度范围内的富氧燃烧行为。通过快速响应过程质谱对燃烧产生的烟气进行实时监测,成功地识别和记录了粗颗粒燃烧过程中经历的挥发分燃烧和原位新生半焦燃烧两个主要阶段。挥发分析出速度最快,然后快速燃烧,而半焦燃烧速度较慢。相比之下,细颗粒燃烧的这两个阶段具有几乎相同的速率,因而相互耦合而难以区分。根据实验结果,挥发分析出和燃烧为快速反应,煤颗粒燃烧过程速率受原位新生半焦燃烧过程控制。进一步研究了挥发分和原位新生半焦燃烧动力学行为,获得其本征动力学的活化能分别为107.2和143.9 kJ/mol。     

预分解窑使用劣质煤浅析

1前言我公司是一条2500t/d熟料的生产线,窑规格是押4.0m×60m,预热器为双系列五级旋风筒,分解炉为TD F炉型,窑头和分解炉都是采用三风道喷煤管,熟料冷却机是充气梁冷却机。现在由于受煤炭供应紧张的影响,改用了低挥发分,高灰分,低热值的劣质煤作燃料,现就生产中出现的问题及采取的措施,谈谈我个人的体会,以供同行参考。2煤粉燃烧特性煤粉颗粒燃烧过程一般分为预热,挥发分分馏与燃烧,固定碳燃烧。在挥发分没有燃烧完之前,焦炭颗粒被挥发分和燃烧产物的气体包围无法与氧气接触,因而无法燃烧,只能进行碳化,待挥发分燃尽后,空气中的氧气才能扩…     

水泥工业用煤的催化燃烧研究

选择MnO2、BaCO3和ZnO为催化剂,通过煤的燃尽度测定和挥发分释放特性试验,进行不同煤质的催化研究,讨论不同催化剂和催化剂含量对煤燃烧性能的作用。结果表明,催化剂可以提高劣质煤的燃尽度和挥发分释放量,且对挥发分较低的煤催化作用最明显;催化剂的添加量存在一个最佳值。主要作用机理是：催化剂促进煤中挥发分的析出,促进气-固相燃烧反应的进行,从而加速煤的燃烧过程。     

水泥回转窑无烟煤煅烧技术的研究开发与应用

０引言合肥水泥研究设计院于１９９６年开始对水泥回转窑无烟煤煅烧技术进行研究开发,１９９７年与福建省大田县水泥厂合作,在该厂日产６００ｔ熟料５级旋风预热器窑生产线上进行了工业性试验研究,经过２年多的努力取得了圆满成功。１研究内容我国常规回转窑烧成系统中所用的燃料一般是烟煤,挥发分含量２０％～３５％,由于挥发分含量较高,煤粉在较低的温度时开始燃烧,待挥发分基本燃烧完后固定碳开始燃烧。在回转窑中烟煤燃烧形成了较长的火焰。无烟煤挥发分较低小于１０％燃点较高,反应活性差,在回转窑内燃烧的特点是煤粉从燃烧器…     

无烟煤化学链燃烧过程燃料氮转化释放特性

基于赤铁矿石载氧体,在小型单流化床反应器上,开展煤挥发分和焦炭的化学链燃烧研究,探讨挥发分氮和焦氮在化学链燃烧过程中的转化特性。研究表明:燃料氮释放的中间产物HCN和NH₃与铁矿石载氧体具有较高的化学反应亲和性,易于被载氧体氧化生成N₂和NO。淮北无烟煤挥发分氮转化过程中,NO是唯一的氮氧化物,反应器出口中间产物NH₃的释放份额略高于HCN。在煤焦化学链燃烧还原过程中,部分燃料氮释放的中间产物HCN和NH₃被铁矿石氧化导致少量NO的生成,还原过程中无N₂O的释放;较高的还原反应温度加速了NO的生成。减少进入载氧体氧化再生过程的焦炭量可减少空气反应器NO和N₂O的生成。     

醇提中药渣与废弃活性焦共燃特性及动力学分析

采用热重分析法研究了不同升温速率下醇提中药渣、废弃活性焦及其不同比例混合物的燃烧特性,并利用Coats-Redfern方法计算其燃烧动力学参数。结果表明,醇提中药渣燃烧是挥发分和少量固定碳连续燃烧过程,而废弃活性焦燃烧主要是固定碳燃烧的过程;醇提中药渣比废弃活性焦具有更好的燃烧特性和更低的活化能。采用TG-MS联用分析仪对比研究醇提中药渣及其混合物的燃烧过程产生的烟气。结果表明,废弃活性焦的加入对醇提中药渣燃烧过程中产生的NO_x有明显的吸附还原作用。动力学分析表明,与废焦相比,混合物反应活化能随着中药渣比例的增加而变小,表明添加中药渣能提高废焦的反应活性,促进其燃烧。利用热重分析预测混合燃料的燃烧性质可靠,对醇提中药渣与废弃活性焦共燃处理的技术开发具有指导作用。     

贫煤直接混烧低氮稳燃研究

针对贫煤难稳燃,NO_x生成量大的突出问题,采用热重分析法结合卧式炉燃烧研究,通过Testo 350在线烟气分析仪考察了贫煤及其与生物质等直接混烧的燃烧特性和NO_x排放特性。结果表明:贫氧气氛下燃烧,氧浓度对焦炭氮的影响明显大于对挥发分氮的影响,氧浓度低于21%时,NO_x转化率由27.4%降低至15%左右;在1 100℃以下,温度升高促进燃料氮与挥发分同时释放,还原性气氛下含N中间体更容易向N_2转化,NO_x排放浓度及转化率降低。生物质可以促进燃烧,减少NO_x排放,但容易出现挥发分与焦炭分段燃烧现象,影响焦炭稳定燃烧。为此,以烟煤煤矸石为调节燃料,将贫煤、玉米芯、煤矸石三者混配,配比为80∶5∶15(质量比)时,着火温度较贫煤单独燃烧降低100℃左右,最大失重峰温由670℃降低至600℃;氮转化率由28.5%下降至16.7%。     

低挥发分煤四角切圆锅炉低氮改造试验

为解决低挥发分煤着火较难、NO_x排放较高,以及传统低氮燃烧器技术在降氮的同时会进一步恶化煤粉气流着火条件的难题,耦合低氮燃烧技术与强化着火设计,对某330 MW燃用低挥发分煤四角切圆锅炉进行低氮燃烧改造。结果表明:SCR反应器入口NO_x质量浓度由550~600 mg/Nm~3(6%O_2)降至350~400 mg/Nm~3,反应器液氨耗量由150~200 kg/h降至100~150 kg/h,排烟塔NO_x排放质量浓度由70 mg/Nm~3降低至35 mg/Nm~3。