转炉除尘灰与纳米催化剂对不同煤阶燃料燃烧特性的影响

利用热分析法研究了转炉除尘灰与纳米催化剂对高挥发分煤、低挥发分煤、无烟煤、石墨等四种不同煤阶样品燃烧过程中着火温度、燃尽指数、最大燃烧速率和最大燃烧速率所对应的温度等燃烧特征参数的影响。结果表明:催化剂对高挥发分煤和低挥发分煤催化效果不明显,对无烟煤和石墨起到了降低着火温度、提高燃尽指数和最大燃烧速率等催化效果。催化剂添加量为4%(质量分数,下同)时,Fe_2O_3对无烟煤催化效果最佳,转炉除尘灰对石墨催化效果最佳,而CaO对无烟煤和石墨的催化效果均最差。对于无烟煤,分别添加2%CaO、4%转炉除尘灰和10%Fe_2O_3时催化效果达到最佳。对于无烟煤和石墨,与纳米催化剂相比,转炉除尘灰催化效果更加明显。无烟煤和石墨在加入催化剂后,整个燃烧过程中的放热量均有所增加,但过高添加量对释放热量有明显的抑制作用。     

催化剂对兖州煤泥燃烧特性的影响

为充分利用煤泥资源 ,在其中添加助燃催化剂 ,以期提高它的燃烧热效率 .对比研究了硝酸钾催化剂及 TF配方助燃催化剂对兖州煤泥着火温度、燃尽温度和放热面积的影响 .研究结果表明 ,添加催化剂后 ,煤泥着火温度降低 ,燃尽温度提前 ,且燃烧放热量增加 ;TF配方催化剂对煤泥催化燃烧的效果优于硝酸钾催化剂 .探讨了助燃催化剂对煤催化燃烧的作用机理 .     

氧气浓度对K2CO3催化无烟煤和石墨燃烧的影响

采用综合热分析仪研究不同氧气浓度下K2CO3催化无烟煤和石墨燃烧的特性,考察了氧气浓度对催化燃烧机制的影响. 结果表明,K2CO3提高了燃烧反应和氧气扩散速率,但对燃烧速率的提高幅度大于对氧气扩散速率提高幅度,延长了无烟煤燃烧过程的平台时间. 氧气浓度由21%增加到100%时, K2CO3催化无烟煤着火温度降低幅度由37.7℃增至78.1℃,催化石墨着火温度降低幅度由204.8℃增至233.6℃. 煤燃烧初期K2CO3使燃烧活化能下降,氧气浓度高于40%时,燃烧由扩散向反应控制转变;燃烧后期活化能低于40 kJ/mol,燃烧受扩散控制. 石墨在燃烧初期K2CO3使燃烧活化能下降,但氧气浓度增加并未改变燃烧控制步骤,燃烧受反应控制;燃烧后期氧气浓度由21%增加到100%时, K2CO3催化石墨燃烧活化能由39 kJ/mol增至110 kJ/mol,燃烧由扩散控制向反应控制转变.     

几种金属化合物对劣质无烟煤燃烧特性的影响

针对水泥生产特点,选择BaCO3,Fe2O3,CaO3和CaO为催化剂,采用热重法对煤粉中掺入催化剂的燃烧特性进行了实验研究,讨论了不同催化剂和催化剂含量对煤粉燃烧特性的影响,实验结果表明,以添加剂质量计,BaCO3的添加量为1%时,催化效果最为明显,试样的着火温度相比原煤降低了22℃,燃烬温度提前了27℃;Fe2O3的添加量为10%时,催化效果最佳,试样的着火温度比原煤降低了17℃,燃烬温度提前了32℃;CaO3和CaO对煤粉燃烧性能的改善作用不显著,且随着添加量的增加,试样的燃烬性变差.     

高碳灰资源化利用过程中燃烧特性试验研究

利用STA-449C同步热分析,对比研究了高碳灰与三种典型无烟煤的着火与燃尽特性。根据热分析曲线,分别计算出了高碳灰和无烟煤的着火与可燃性指数、综合燃烧特性指数。试验结果表明:高碳灰以固定碳为主,灰分含量高,干燥无灰基挥发分极低,其着火燃烧特性与无烟煤存在显著差异。与无烟煤相比较,高碳灰着火温度与燃尽温度均为最高,可燃质燃烧速率峰值与平均燃烧速度均为最低,计算结果显示高碳灰可燃性指数与综合燃烧特性指数指标均明显低于无烟煤。通过试验基本掌握了高碳灰着火燃烧与综合燃烧特性特性,为燃煤电站锅炉高碳灰资源化利用以及与无烟煤优化掺烧提供依据。     

基于热重-质谱联用的煤粉富氧燃烧动力学及污染物生成特性

富氧燃烧是最具工业化前景的燃烧中碳捕集技术之一,为更深入掌握煤粉富氧燃烧的着火模式和污染物生成特性,本文构建了热重-质谱联用实验系统,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,针对3个不同的氧气体积分数:21%、30%和50%,研究了O_2/Ar和O_2/CO_2气氛下煤粉的富氧燃烧特性。结果表明,O_2/CO_2气氛下煤粉着火温度和燃尽温度均降低,燃烧速率提高,燃烧时间缩短;两种煤粉在O_2/Ar气氛下的燃烧都属于非均相着火,而富氧燃烧都属于均相着火模式;氧气体积分数在30%以上时,无烟煤O_2/CO_2燃烧的表观活化能明显低于O_2/Ar气氛,在相同工况下烟煤的表观活化能均低于无烟煤;O_2/CO_2气氛促进了CO和挥发分NO的逸出,生成温度均低于O_2/Ar气氛,CO会对NO起到还原作用。     

京津冀地区民用洁净煤燃烧及排放特性

针对居民无烟煤、兰炭燃烧存在的难点燃、易断火、不耐烧等问题,通过热重燃烧试验,分析了兰炭、无烟煤、兰炭和无烟煤混合型煤的燃烧特性,利用民用煤燃烧试验装置进行民用洁净煤燃烧烟气污染物检测。结果表明,兰炭着火温度为449℃,无烟煤着火温度为504℃,兰炭的燃烧失重和失重速率均高于无烟煤,表明兰炭比无烟煤易点燃、燃烧持续时间短,混合型煤能够兼顾二者的燃烧特性,建议在型煤加工过程中采用无烟煤与兰炭混合原料成型。3种产品燃烧排放烟气中颗粒物质量浓度均低于30 mg/m3,烟气成分中SO2质量浓度均低于40 mg/m3,NOx质量浓度均低于140 mg/m3,林格曼黑度为0级,达到国家标准的限值要求。兰炭、无烟煤、兰炭和无烟煤混合型煤是农村居民燃煤的理想清洁燃料。     

基于热重-质谱联用的煤粉富氧燃烧动力学及污染物生成特性

富氧燃烧是最具工业化前景的燃烧中碳捕集技术之一,为更深入掌握煤粉富氧燃烧的着火模式和污染物生成特性,本文构建了热重-质谱联用实验系统,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,针对3个不同的氧气体积分数：21%、30%和50%,研究了O₂/Ar和O₂/CO₂气氛下煤粉的富氧燃烧特性。结果表明,O₂/CO₂气氛下煤粉着火温度和燃尽温度均降低,燃烧速率提高,燃烧时间缩短;两种煤粉在O₂/Ar气氛下的燃烧都属于非均相着火,而富氧燃烧都属于均相着火模式;氧气体积分数在30%以上时,无烟煤O₂/CO₂燃烧的表观活化能明显低于O₂/Ar气氛,在相同工况下烟煤的表观活化能均低于无烟煤;O₂/CO₂气氛促进了CO和挥发分NO的逸出,生成温度均低于O₂/Ar气氛,CO会对NO起到还原作用。     

催化燃烧中表面反应-气相反应间相互作用及其对均质压燃发动机着火特性的影响

通过对微元管中甲烷在铂表面的催化燃烧过程的数值计算,分析了当混合气入口压力很高时气相反应对整个催化燃烧过程的影响;通过敏感度分析,找出了对异相着火及气相着火起主要作用的基元反应步.结果表明,在异相着火过程中起主要作用的基元反应步为甲烷与氧气在催化剂表面的吸附反应及氧气的解吸反应,在气相着火过程中起主要作用的基元反应步为OH·及水的吸附与解吸反应.对活塞顶涂有铂催化剂的均质压燃（HCCI）发动机的燃烧过程进行了数值模拟,分析了催化效应及关键表面反应基元步对HCCI发动机着火时刻以及燃烧过程中中间组分的影响,结果表明,催化反应能促进混合气的着火,缩短着火延迟时间,对HCCI发动机着火时刻起主要影响的表面反应为OH·及水的吸附与解吸反应.     

5000t/d新型干法回转窑100%无烟煤煅烧技术的经验与实践

1 无烟煤燃烧的基本特性 无烟煤由于挥发分低,挥发分析出困难且量少,使得无烟煤着火温度高,因此普通的水泥生产工艺在采用     

水泥窑用无烟煤的催化燃烧

与烟煤相比,无烟煤因其燃烧活性较差,一般不被水泥回转窑、予分解窑采用。本实验以ＣａＣＯ３,ＣａＣＯ３＋ＢａＣＯ３,ＣａＣＯ３＋Ｓｒ（ＮＯ３）２,ＣａＣＯ３＋ＢａＣＯ３＋Ｓｒ（ＮＯ３）２＋Ｆｅ２Ｏ３为催化剂,对有代表性的４种无烟煤进行催化燃烧研究。借助燃烧率测定,Ｘ射线衍射及差热分析等研究方法,讨论了无烟煤催化过程中的相关影响因素。研究表明：实验所用催化剂参与了煤燃烧中的化学反应过程,对无烟煤的燃烧     

催化燃烧技术在水泥生产中的应用研究

为了拓宽水泥工业的煤种选取范围，本实验针对水泥生产特点，选择Fe2O3,MnO2,CuO,BaCO3为催化剂，通过煤的燃尽度测量，着火指数、燃尽指数分析，以及挥发分释放特性实验研究等，进行不同煤质粉的催化燃烧研究，讨论不同催化剂和催化剂含量对煤燃烧特性的作用；同时通过水泥熟料的游离钙、矿物组成分析，探讨了催化剂对水泥熟料质量的影响。     

催化剂对混合煤在快速热解过程中的影响

热解对燃烧过程有很重要的影响,助燃催化剂KMnO4,Fe2O3,MnO2和CaO对煤粉在快速加热条件下的燃烧过程具有催化作用。采用H2/Ar等离子体热解试验装置和快速升温热解红外连用试验装置,对混合煤粉的快速热解过程进行了研究,得到了助燃催化剂有利于煤的快速热解产生挥发分。KMnO4,Fe2O3,MnO2的催化作用机理与其空价层原子轨道有关,CaO的催化作用机理与其本身的碱性特征有关。     

水泥回转窑用无烟煤作燃料的技术措施

无烟煤作水泥生产用燃料是一个牵涉烧成系统乃至煤粉制备系统的新技术。不同类型的回转窑在用无烟煤作燃料时的技术有所区别。对预分解窑来讲，必须提高无烟煤在分解炉中的燃烧温度、时间和空间，减少CaCO3分解过程同一时间的吸热量，改善无烟煤着火和燃烧的环境。     

窑炉用风量的合理匹配

预分解窑系统窑炉用风量的合理匹配对于稳定系统的热工制度,提高熟料的产量、质量都至关重要,但不同的窑炉结构及不同的操作条件,窑炉对煤粉的环境也不尽相同,燃烧所需要的气体量也不同,根据预分解窑系统煤粉燃烧的的特点,结合国内几家预分解窑的实际生产情况,探讨了窑炉在正常运行条件下用风量,即一、二、三次风的风量大小,并根据某厂家在生产过程中为强化炉内煤娄的燃烧,而对三次风风门开度进行了再次调整后的现场检测结果,讨论了窑炉用风量的合理匹配问题及其对系统正常运转的重要性,指出生产中一定注意风的分配、窑炉用煤量的比例,并兼顾整个系统风、煤、料的匹配关系。     

预分解窑系统在稳定运行条件下的用风

根据预分解窑系统煤粉燃烧的特点,结合国内几家预分解窑的实际生产情况,探讨了窑炉在稳定运行条件下的用风量及其风量平衡问题,强调指出烧成系统风、煤、料的合理匹配对系统正常运转的重要性,为指导工厂的实际操作提供了参考。作者通过对国内一些厂家实际生产情况的热态检测分析,发现了不少问题,诸如窑炉用风量不平衡、系统总的用风量偏高等。本文从实际生产的数据出发,着重分析了二者的用风及其风量平衡问题,以及烧成系统总的用风量及风、煤、料平衡问题,从而可为工厂的实际操作提供借鉴。     

流化床燃烧条件下过渡金属氧化物的催化固硫研究

利用流化床煤燃烧法和热重分析法研究了MnO_2、Fe_2O_3、ZnO 3种过渡金属氧化物在流化床燃烧条件下的催化固硫效果。实验结果表明,在流化床煤燃烧反应器中,MnO_2、Fe_2O_3、ZnO添加量在Me/S(摩尔比)=2.5时,煤样固硫率最高,分别为40.6%、36.2%、56.9%,添加量为原煤质量的1.0%时,其燃烬率由原煤的44.91%分别提高到57.95%、50.81%、49.36%;在热重分析实验中,MnO_2、Fe_2O_3、ZnO添加量为原煤质量的1.0%时,煤样相对于原煤着火点分别降低5℃、12℃、7℃,最大燃烧速率分别提高32.3%、13.2%、10.0%。结果表明,3种过渡金属氧化物对煤燃烧有良好的催化固硫作用。     

100％燃无烟煤的预分解窑生产线操作控制要点

湖北恩施腾龙水泥有限公司100％燃无烟煤的预分解窑生产线由中材国际工程股份有限公司设计和调试,点火后10d就实现达标生产运行。介绍了该线主要工艺装备——喷煤管、预热分解系统、篦冷机和生料均化库的技术特性,全面总结了该线的生产控制要点和操作参数的控制范围,同时重点对无烟煤的操作要点进行了介绍。     

Numerical Simulation of Pollutant Formation in Precalciner

For cement plants, great attention is being paid to the emission of the pollutant gases, especially NO, CO and CO₂. Precalciner is an important equipment in a cement plant in that it can reduce not only the heat loading of rotary kiln but also the NO emission because of its relative low operating temperature. In this paper, the mechanisms for the formation of NO and CO are analyzed and a numerical simulation technique is applied to model the coal combustion, raw material decomposition and concentration distribution of the pollutant gases in a full scale DD‐PRC (dual combustion and denitrator process precalciner). The predicted results agree well with the measured data.     

富氧条件下分解炉三维流场数值模拟

以前期实验为基础,将某水泥厂KDS分解炉为原型修改成富氧燃烧的分解炉,运用fluent软件,模拟30％氧气浓度下,炉内气固两相流,根据速度云图、压力云图、CaCO3分解率的结果显示,炉内流场与实际工况较为一致,说明结果具有一定可靠性;温度云图整体高出实际工况,反映出富氧燃烧能够使分解炉内煤粉燃烧更加充分,提高燃烧效率的优点,在水泥行业中有很好的应用前景.