分解炉内无烟煤燃烧优化的数值模拟研究

采用混合分数方法数值模拟了中材建设有限公司国外一2 000 t/d生产线分解炉内无烟煤的燃烧过程,挥发份采用单速率模型、碳颗燃尽采用反应动力/有限扩散速率模型,颗粒相采用随机轨道模型.首先按照分解炉的设计参数模拟研究了炉内无烟煤的燃烧过程,其次模拟了煤粉喷射速度对燃烧过程的影响,研究了该分解炉焚烧无烟煤最优煤粉喷射速度,为该工程项目的顺利实施提供了重要的理论指导作用.     

涡流式分解炉内垃圾衍生燃料和煤粉燃烧特性的数值模拟

针对某实际生产线上的涡流式分解炉,采用Realizable k-ε模型、DPM模型、有限速率燃烧模型等对炉内的垃圾衍生燃料燃烧特性和煤粉燃烧特性进行了数值模拟研究,结合分解炉内温度场、组分浓度场及燃烧速率等展开综合分析。研究结果表明:与煤粉的燃烧特性相比,RDF的燃烧过程以挥发分燃烧为主,且其具有着火点低,燃烬速率快,燃烧温度低等特点;RDF与煤粉混烧时可促进煤粉的燃烧,且炉内温度均匀、稳定分布,未影响窑炉的稳定性。     

分解炉流场可视化方法研究

论述了运用科学计算可视化方法对分解炉炉内温度场进行研究的过程．首先建立了分解炉内气固两相流动，煤粉燃烧，CaCO3分解过程的数学模型及相应的数值解法思路．并介绍了建立炉内二维温度场和三维温度场的可视化技术方法。     

分解炉科学计算可视化研究

运用科学计算可视化方法对分解炉内过程进行了研究,首先建立了分解炉内气固两相流动,煤粉燃烧和CaCO3分解过程的数学模型及相应的数值解法思路,并介绍了建立炉内温度和流场的可视化技术方法。     

分解炉内温度场科学计算可视化研究

论述了运用科学计算可视化方法对分解炉炉内温度场进行研究的过程,首先建立了分解炉内气固两相流动,煤粉燃烧,CaCO3分解过程的数学模型及相应的数值解法思路．并介绍了建立炉内二维温度场和三维温度场的可视化技术方法．     

分解炉流场可视化方法研究

论述了运用科学计算可视化方法对分解炉炉内温度场进行研究的过程,首先建立了分解炉内气固两相流动,煤粉燃烧,CaCO3分解过程的数学模型及相应的数值解法思路.并介绍了建立炉内二维温度场和三维温度场的可视化技术方法.     

四墙切圆煤粉炉内燃烧过程数值模拟研究

以一台四墙切圆煤粉炉试验模型为研究对象，对炉膛内煤粉的流动及燃烧进行了数值模拟．对煤粉燃烧的挥发分析出分别采用单步反应模型和两步竞争反应模型，对焦炭异相燃烧分别采用扩散燃烧模型和扩散／动力燃烧模型．将这四个模型两两组合得到的计算结果与试验测得数据进行了比较分析，最终确定挥发分析出采用两步竞争反应速率模型、焦炭异相燃烧采用扩散／动力燃烧模型较适合于描述四墙切圆煤粉燃烧室内的燃烧过程．     

不同品质煤的着火动力学参数研究

主要针对水泥分解炉内的燃烧工况对不同煤质的煤的着火动力学参数进行了研究。结果表明：从无烟煤、贫煤、烟煤，其反应速率越来越大，着火活化能越来越低。干燥无灰基固定碳含量增加，其着火活化能逐渐升高，反应速率逐渐降低。     

分解炉内NO生成与NH_3脱硝的数值模拟研究

在计算流体力学的基础上,以FLUENT软件为平台,对喷腾型燃煤分解炉内NO产生过程、生成机理和炉底喷氨的脱硝效果进行了数值模拟研究。模拟结果表明:分解炉内温度分布均匀,NO在煤粉燃烧区域内形成,NO按生成机理可分为热力型NO和燃料型NO,但主要以燃料型NO为主;采用炉底喷氨的方法,可显著降低分解炉排放的NO量,当入炉烟气中NH3含量为8%时,脱硝率可达到89.8%,为水泥分解炉脱硝技术与装置开发提供参考。     

水泥分解炉内煤粉着火机理研究

针对水泥分解炉进行系统的煤粉着火实验研究,是提高分解炉燃烧效率,改善运行工况至关重要的问题,为全面了解分解炉工况下煤粉的着火过程,采用失重分析法,对煤粉的着火方式进行研究,进而对煤的低温燃烧着火机理进行讨论。结果表明：煤粉的低加速速度、低温燃烧条件下,无烟煤是非均相着火,贫煤是非均相一均相联合着火,烟煤有均相、联合着火两种方式。     

分解炉内煤的燃尽特性研究

煤粉的燃尽时间已成为进行分解炉设计的重要参数。针对水泥分解炉的低燃烧工况,根据囊灰缩核模型及有关理论,采用失重分析法及扫描电镜,进行煤的燃尽特性实验方法、及煤焦燃尽时间与煤质之间的关系探讨,力求寻找到有关规律。提出的煤质评判指标（指火指数、燃尽指数）与实验方法,较好的定量反映出各煤样的燃尽特性。同时还根据水泥厂的实际实验条件,寻找出着火温度、燃尽时间与煤工业分析值之间的关系式,从而可以根据煤的工业分析结果对煤质进行预测。     

煤粉富氧燃烧着火模式判断和动力学参数分析

为了能够更深入地了解煤粉在富氧气氛下的燃烧机理,尤其是煤粉富氧着火模式的判断,在热重分析仪上,模拟了不同氧气体积分数下的煤粉富氧燃烧过程.选取5个不同的氧气体积分数:21%、40%、60%、80%和100%,并且模拟了2种气氛下(N2/O2,CO2/O2)和不同颗粒大小的煤粉的富氧燃烧过程.并根据普适积分法,计算了煤粉的活化能和指前因子.提出了一种根据TG-DTG曲线判断煤粉着火模式的新方法,它使得煤粉着火模式的判断更为准确.研究发现,在CO2/O2气氛下的富氧燃烧过程中,当煤粉粒径小于40μm时,煤粉发生非均相着火;当煤粉粒径大于200μm时,煤粉发生均相着火.大颗粒比小颗粒受氧气体积分数变化的影响要大.     

A novel model for cost performance evaluation of pulverized coal injected into blast furnace based on effective calorific value

The combustion process of pulverized coal injected into blast furnace involves a lot of physical and chemical reactions. Based on the combustion behaviors of pulverized coal, the conception of coal effective calorific value representing the actual thermal energy provided for blast furnace was proposed. A cost performance evaluation model of coal injection was built up for the optimal selection of various kinds of coal based on effective calorific value. The model contains two indicators: coal effective calorific value which has eight sub-indicators and coal injection cost which includes four sub-indicators. In addition, the calculation principle and application of cost performance evaluation model in a Chinese large-scale iron and steel company were comprehensively introduced. The evaluation results finally confirm that this novel model is of great significance to the optimal selection of blast furnace pulverized coal.     

山东动力用煤掺混燃烧特性的热分析

利用热分析法对山东动力用煤及其混煤的着火、稳燃、燃尽性能进行了试验研究.结果表明：组分煤种的燃烧性能相近时，混煤的燃烧特性随掺烧比的变化呈现出较好的规律性；燃烧性能相差较大的煤种所组成混煤的燃烧特性与组分煤种相差较大，总体着火燃烧特性变差.混煤的燃烧特性复杂，与组分煤种的燃烧特性不是简单的线性关系.     

山东动力用煤掺混燃烧特性的热分析

利用热分析法对山东动力用煤及其混煤的着火、稳燃、燃尽性能进行了试验研究．结果表明：组分煤种的燃烧性能相近时，混煤的燃烧特性随掺烧比的变化呈现出较好的规律性；燃烧性能相差较大的煤种所组成混煤的燃烧特性与组分煤种相差较大，总体着火燃烧特性变差．混煤的燃烧特性复杂，与组分煤种的燃烧特性不是简单的线性关系。     

2000t/d DD型分解炉气固运动规律及性能研究

通过冷态模型试验、实际预分解窑系统的热工检测及各种隐参数的反求计算,对耀县水泥厂2 000 t/d DD分解炉的气固两相运动规律及性能特点进行了综合研究与分析评价。结果表明DD分解炉具有总体合理的气体三维流场,利于物料在炉内的良好分散,但因缺乏必要的横向混合而空间利用率有所降低。分解炉料气停留时间比值为4.8,物料在实际分解炉内的停留时间约8.3 s。该系统的DD炉体积过小,使物料和煤粉停留时间偏短,是影响系统熟料产量进一步提高的主要原因之一     

O2/CO2气氛超细煤粉与常规粒径煤粉混合燃烧特性

采用数值模拟方法,研究O2/CO2气氛下,常规粒径煤粉与一定比例超细煤粉混合的燃烧特性以及NOx生成特性,得到不同超细煤粉和常规粒径煤粉混合比例下燃烧室内气体温度分布、浓度分布以及污染物NOx分布.研究结果表明：采用超细煤粉与常规粒径煤粉混合燃烧可以提高煤粉着火燃烧特性,同时减少NQx的生成;超细煤粉比例提高,煤粉着火提前,燃烧速度加快,NOx的生成量降低;当超细煤粉质量分数为30%～50％时,减少NOx的生成效果明显.     

煤粉分级燃烧对炉内燃烧过程影响的试验研究

为了考察炉内燃烧过程的变化特性，研究了2.11 MW四角喷燃煤粉炉的煤粉分级燃烧效果.试验采用的锅炉燃料分级百分比为20%，二级燃烧区过量空气系数取0.95.一级燃烧区和燃尽区过量空气系数取1.10.结果表明, 与未进行分级燃烧的基础工况相比，煤粉分级燃烧试验炉二级燃烧区和炉膛出口温度增高，锅炉NOx排放体积比降低45%. CO、CO2和SO2在应用分级燃烧后的炉内变化复杂，但其排放体积比未发生较大改变，甚至略有下降. 分级燃烧使锅炉固体不完全燃烧损失(SICL)有一定程度增加, 该煤粉分级燃烧是一种清洁燃烧技术.     

An evaluation method for combustion characteristics of coal in cement industry

As the coal combustion behaviors are rather complex in the cement industry, the traditional assessment method cannot be directly applied to evaluate the quality of coal. Based on the thermal analysis tests of more than 80 kinds of anthracite and bituminous coal, three evaluation parameters, namely, burning intensity (I), average capacity of heat release (Q), and general burning index (S) are presented, combining with the consideration of application and calciner types in the cement industry. Taking these three parameters into consideration together is necessary. Experimental results show that the coal with higher S, lower I and higher Q can be rated as the best for the calciner in the cement industry. The quantitative indexes are given to evaluate the bituminous coal and anthracite in this paper. This new assessment method has implications for the design of calciner in the cement industry.     

生物质炭添加比例对煤粉燃烧性能的影响

农业废弃物含有较高的C元素和较低的S元素及灰分,将这类生物质炭化并细磨后,与煤粉混合喷吹进入高炉燃烧,可有效利用可再生能源,减少炼铁工业的CO_2排放,且有利于提高生铁质量,并显著提高煤粉的燃烧率。因此,对玉米秸秆和花生壳热解产物进行了表征分析,采用差热分析法研究这两种生物质炭与煤粉按不同配比混合对煤粉燃烧性能的影响。SEM及BET检测结果均表明,玉米秸秆炭和花生壳炭的组织疏松,比表面积大,硫与灰分含量低,可明显增大试样与氧的接触面积;热重试验结果表明,生物质炭与煤粉按3∶7的质量比混合的燃烧性能最好,着火点明显降低,燃烧过程稳定,燃烧率显著提高。