城市污泥与混矸煤混燃特性的实验研究

利用热重分析仪研究不同掺烧比例、不同钙硫比下低热值混矸煤与污泥的着火稳定性和综合燃尽特性。采用Coats-Redfern积分法确定污泥与煤混烧过程中化学动力学参数。结果表明: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,低热值混矸煤中适当掺混污泥可以提高热失重率,改善低热值混矸煤的着火特性,达到更好的燃烧效果,当污泥的掺烧比为10%左右时,综合燃烧性能最好。Ca/S摩尔比对煤和污泥燃烧也有很大的影响,随着Ca/S摩尔比的增加,混合燃料的着火点和燃尽温度均增加,燃烧特性指数先变小再增大,可以得出为了增加脱硫的效果而增加Ca/S摩尔比,对混合燃料的燃烧起到负面的作用,所以需要寻求一个最佳的Ca/S摩尔比。其研究结果可为掺烧污泥的循环流化床锅炉的运行提供参考。     

不同含水率污泥与煤混烧的燃烧特性与反应动力学研究

污泥热耦合煤发电是一种合理处置污泥的高效方法,为保证掺入的污泥与煤混合后能够稳定燃烧,需关注污泥的含水率、掺烧比例等因素。研究采用2种污泥分别制备高水和脱水污泥,并与煤进行不同比例混合,在热重台架上进行了热重/微商热重试验,探究了污泥种类、掺烧比例、含水率等对基础燃烧特性、燃烧动力学以及混烧协同交互反应的影响。结果表明:掺烧污泥可以改善煤样的着火性能,随着掺烧比例增加,着火温度、燃尽温度、活化能逐渐降低;污泥的含水率对燃烧过程有一定影响,脱水污泥的综合燃烧指数S_N要高于高水污泥,混烧样品中污泥的含水率主要影响最大反应速率及其对应的温度,对指前因子和活化能也均有影响。污泥和煤的混烧交互反应表现出正向协同作用。适当的掺混质量比和含水率可以保证煤和污泥混烧稳定进行,为污泥与煤耦合发电的现场应用提供了指导。     

生活污泥与煤混烧的热重试验研究

选取广州某污水处理厂污泥进行不同比例混煤掺烧的热重分析试验,研究发现:失重较为明显区城在200～700℃范围.掺煤比例较小(<30%)时,低温段DTG峰的跨度大;当掺煤比例较大(> 70%)时,DTG峰宽且值大,与煤燃烧特性接近.随着污泥掺煤比例的提高,着火温度提高.通过分析燃尽温度和燃尽特性指数,得出本试验条件下燃尽的最佳的掺混比例范围为40%左右.化学动力学研究发现,随着污泥比例的降低和煤比例的增加,活化能增加,反应速率减慢.     

含水/脱水市政污泥与煤混烧的NO和SO2排放特性研究

通过2种市政污泥分别和某电厂实际用煤混烧的试验,研究了污泥的种类、含水率、掺烧比例对混烧时NO和SO2排放的影响规律.试验结果表明:2种污泥与煤掺烧所体现的NO和SO2排放特性有所区别,西污泥的NO和SO2排放总量均要高于东污泥.污泥的含水率会影响排放特性,西污泥含水率越高,NO排放相应增加,SO2的排放减小;而东污泥...     

用于处理造纸污泥的流化床燃烧新技术

分析了不同水分造纸污泥的可用能及燃烧可达的理论温度，详细研究了造纸污泥在流化床中的失重，密度及粒径的变化，水份蒸发和挥发份的析出过程，在０．５ＭＷ大型流化床试验台上进行了造纸污泥的混烧试验表明，采用异重流化床半造纸污与煤混烧是完全可行的，达到较高燃烧效率，污染物排放中除二氧化硫外均低于国家规定排放标准，而二经硫在流化中加入石灰石进行脱硫，因此用流化床杰烧造纸污泥是一种较为理想的处理方法。     

生物质气掺烧对煤污染物排放特性影响的Aspen Plus数值计算研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧产物的影响,基于Aspen Plus建立了生物质气化以及合成气与煤混合燃烧模型,对含水率为20%的松木气化的合成气与不同品质的煤种的混合燃烧过程以及污染物排放特性进行研究。改变生物质气的掺烧比例,随着输入锅炉空气流量的变化,确定出各种工况下的锅炉最高燃烧温度,得到对应燃烧温度下的NOx,SO2等污染物的排放值。结果表明,随着煤种质量的降低和掺烧比例的增加,煤与生物质气混烧后的最高燃烧温度均降低;无论是优质煤还是劣质煤,与生物质气掺烧后,均可以使污染物NOx,SO2随生物质气掺烧比例的增加而减少,即减排率随掺烧比例的增加而增加。     

磨煤方式对混煤燃烧特性的影响分析

通过不同磨制方式制取煤样,利用同步热分析系统对掺入劣质煤或优质煤的混合燃料进行燃烧特性试验研究,用着火温度、可燃性指数、燃烧稳定性指数和燃尽特性指数考察了混磨/分磨方式对劣质煤和优质煤掺烧的影响规律。试验结果表明:磨制方式对不同煤种掺烧影响不同;对掺烧优质煤的混煤燃烧特性影响较大,两种磨制方式着火特性和稳燃特性间差异不随比例增加而明显变化,燃尽特性随比例增加而增大;对掺烧劣质煤的混煤燃烧特性影响较小,当掺入比例达到25%时才表现出明显的影响。     

烟煤掺烧污泥HCl的排放和脱除实验研究

污泥与煤混烧发电是一种较有发展前景的污泥处理方法,而混烧过程中产生的大量HCl气体会造成受热面腐蚀等危害。利用水平管式反应炉研究了升温速率、燃烧温度、污泥掺混比例以及反应气氛等因素对HCl释放的影响,考察了CaCO3添加量和添加温度对HCl脱除效果,并利用GAS-MET DX4000型红外气体分析仪实时测定HCl释放浓度。结果表明:随着污泥掺烧比例增加,HCl释放体积增加,而Cl→HCl转化率降低;温度升高会促进HCl释放,但600℃后Cl→HCl转化率变化不大;载气中氧气比例升高使得部分HCl转化为Cl2,导致样品中Cl→HCl转化率降低;高升温速率导致HCl释放峰值变大;Ca/(S+0.5Cl)摩尔比增大,则HCl脱除率增加,且Ca/(S+0.5Cl)摩尔比为2时,700℃是HCl脱除最佳温度。     

1000 MW燃煤锅炉污泥掺烧试验研究与工程应用

针对某电厂1 000 MW机组1号锅炉掺烧生活污泥,开展了锅炉燃烧特性理论研究、现场掺烧试验,评估了不同掺烧比例对锅炉燃烧特性、SO_2排放,飞灰、炉渣、脱硫废水中重金属和烟囱的二恶英排放情况研究表明:掺烧60%含水率生活污泥,在10%掺烧比例以内,理论燃烧温度降低了7 K;掺烧比例控制在10%以内,污泥掺烧对于煤的元素成分影响不大,对飞灰浓度影响不大,不会造成省煤器等受热面磨损加剧;掺烧比例控制在10%以内,烟囱出口处NO_x、SO_2和粉尘浓度都能满足超低排放要求;脱硫石膏、脱硫废水、脱硫浆液、飞灰和炉渣中重金属满足相关环保标准排放要求。     

市政污泥流化床掺烧生物质的NO与SO2排放特性研究

为了探究市政污泥燃烧过程中的气态污染物排放特性,在30 kW鼓泡流化床实验台上进行了市政污泥的燃烧实验,研究燃烧温度、二次风率、秸秆掺混比等参数对气态污染物排放特性的影响。结果表明：燃烧温度的升高会显著提高NO与SO₂的排放;提高二次风率使NO排放浓度减少,SO₂排放浓度增加;由于生物质中较低的N、S含量以及生物质与污泥燃烧的协同作用,污泥掺烧生物质能够有效地减少NO与SO₂的排放;秸秆占比由0提升至40%,NO由289 mg/m³下降至140 mg/m³,而SO₂排放浓度也从3 949 mg/m³下降至1 725 mg/m³;污泥掺烧秸秆时,NO与SO₂的整体排放特性与污泥单独焚烧相似,掺烧秸秆能够加快整体的燃烧速率,并加强燃烧气氛的氧化性,进而影响气态污染物的排放。     

Analysis of the co-combustion of sewage sludge and coal by TG-MS

Combustion of sewage sludge may be a viable solution for its management in some cases and so is its co-combustion with coal. The aim of the present paper is to study the behavior of three different sludges during combustion and the modifications of combustion parameters that take place when sludges are mixed with coal, all measurements being done by thermogravimetry. The combustion of pyrolyzed sewage sludges has also been studied, related to the possibility of combining combustion with pyrolysis when trying to valorize sludges by producing active carbon. From the burning profile data it has been possible to observe that a rapid devolatilization occurs during sludge combustion compared to coal and previously pyrolyzed sludge. The exact temperatures of devolatilization and of maximum speed of weight loss have also been ascertained together with differential thermal analysis and measurements of gas emissions during combustion. The behavior of the sludges tested is qualitatively similar but quantitatively different, so tests have to be carried out before they are put in the furnace.     

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.     

Thermal analysis and kinetics of coal during oxy-fuel combustion

The pyrolysis and oxy-fuel combustion characteristics of Polish bituminous coal were studied using non-isothermal thermogravimetric analysis. Pyrolysis tests showed that the mass loss profiles were almost similar up to 870℃ in both N_2 and CO_2 atmospheres, while further mass loss occurred in CO_2 atmosphere at higher temperatures due to char-CO_2 gasification. Replacement of N_2 in the combustion environment by CO_2 delayed the combustion of bituminous coal. At elevated oxygen levels, TG/DTG profiles shifted through lower temperature zone, ignition and burnout temperatures decreased and mass loss rate significantly increased and complete combustion was achieved at lower temperatures and shorter times. Kinetic analysis for the tested coal was performed using Kissinger-Akahira-Sunose(KAS) method. The activation energies of bituminous coal combustion at the similar oxygen content in oxy-fuel with that of air were higher than that in air atmosphere. The results indicated that, with O_2 concentration increasing, the activation energies decreased.     

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.     

稻壳水热炭化学结构和燃烧特性及动力学分析

以稻壳为原料,利用水热碳化技术结合元素分析和热重法,考察水热反应强度对水热炭化学结构和燃烧特性及动力学的影响。结果表明：1）随着反应强度参数（lg R₀）的增大,水热炭整体挥发分和氧元素质量分数呈减少趋势,而C元素质量分数则逐渐增加,当水热反应强度lg R₀为4.90~6.19时,参数变化尤为显著,lg R₀为6.19时,C元素和O元素的质量分数分别为50.5%和21.3%,O/C和H/C原子比分别为0.32和1.21;2）相对于原料,水热炭的燃烧损失集中在固定碳和挥发分燃烧阶段,着火和燃尽温度均有小幅上升;3）当lg R₀由3.25增至6.49时,挥发分燃烧损失减小,固定碳燃烧损失增大,着火与燃尽温度呈整体向高温区转移的趋势,综合燃烧特性指数（S_N）呈先增加后减小的趋势;4）固定碳燃烧段活化能低于挥发分燃烧段,本次采用的动力学模型分析水热炭燃烧动力学结果可靠,相关系数（R²）均在0.92以上。     

Thermogravimetric analysis of coal and sludge co-combustion with microwave radiation dehydration

The combustion characteristics of the mixture of two kinds of drying sludge with the coal with different blending ratios were investigated. Their combustion characteristics such as ignition temperature, burnout temperature, combustion performance exponent were obtained. The optimum burning-out dilution and mixing proportion was found to be around 40% under the present test conditions by the analysis of the burn-out temperature and characteristic index. The results showed that combustion characteristics of microwave and hot-air drying sludge and their co-combustion characteristics with coal were similar. Volatile precipitation and combustion processes played a major role in the sludge combustion process during which the reaction mechanism equation of the two kinds of drying sludge were the same.     

北方农村复合颗粒燃料取暖全生命周期评价研究

以秸秆和煤为原料制备复合颗粒燃料,利用全生命周期评价方法,研究颗粒燃烧取暖全生命周期过程中的能源消耗和环境影响。结果表明：颗粒燃料取暖全生命周期过程中能量投入为908 MJ/t,燃烧释放热量15490 MJ/t,能量产出投入比为17.1,能源转化效率较高。颗粒燃料的能量投入主要来自玉米种植,种植过程中的氮肥使用消耗较多能量。对气候变化（GWP）和酸化（AP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的燃烧,其中燃烧污染物排放的直接贡献最大,贡献率分别为53.22%和46.08%;对水资源消耗（WU）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的压制,贡献率为71.56%;对富营养化潜值（EP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料燃烧后的废渣排放,贡献率为43.40%。     

O2/CO2/N2气氛下玉米秸秆混煤燃烧特性及动力学分析

以玉米秸秆和煤粉为原料,在不同原料配比,不同升温速率下,利用热重分析仪在模拟锅炉气氛下进行燃烧实验,采用Flynn-Wall-Ozawa法建立动力学模型,研究模拟锅炉气氛下玉米秸秆及其混煤燃烧的燃烧特性及其动力学,对比相同实验条件空气气氛下的燃烧工况结果表明,燃料的综合燃烧特性指数SN随升温速率的增大而成倍增长,因掺入煤粉的比例加倍而减半;随着掺混煤比例的增大,失重速率(DTG)曲线上固定碳燃烧阶段逐渐分化为2个失重峰,模拟锅炉气氛下分化现象更为明显;煤粉的掺入会使燃烧过程所需表观活化能波动增大。     

GA-BP神经网络在动力配煤煤质和燃烧特性预测中的应用

为了满足动力配煤数字化信息控制系统对配煤煤质和燃烧特性参数在线预测的精度要求,利用GA-BP神经网络建立了动力配煤煤质和燃烧特性预测模型.该预测模型综合学习了各煤质指标内部以及和配比的关系,能够根据各参配煤种的Mad、Vad、Aad、Qnet.ar和对应的配比X,直接预测配煤产品的煤质指标Mad、Vad、Aad、Qne...     

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.