流化床启动过程中底料磨损行为研究

以国内首台自主研发的65t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉底料灰为研究对象,在小型流化床试验台上考察了流化风速、流化时间和床层温度等因素对底料磨损程度的影响,据此建立了二阶磨损模型.结果表明：流化状态下页岩灰的磨损先后经历快速衰减和稳定磨损2个阶段,页岩灰在流化床内的质量保持率呈指数衰减趋势;随着流化风速增大,床层温度升高,磨损相对加剧;二阶磨损模型能够很好地描述流化床内页岩灰质量的变化规律.     

集消烟除尘于一体的新型二次风装置

针对传统层状燃煤锅炉效率低、烟尘排放严重超标两大主要问题,提出了在煤层上部空间采用“多孔分层错列射流式”二次风组织空间燃烧,并在同一台“0.3 t/h立式锅炉”上进行了煤气化—无烟燃烧和普通手烧2种运行方式的对比性工业性试验。试验结果表明,在无炉外除尘器情况下实现了排烟无色、烟尘排放浓度符合国家环保标准GWPB3-1999中一类区要求,该新型二次风装置可有效地实现炉内消烟除尘。     

循环流化床锅炉循环回路压力平衡理论的分析

通过对循环流化床锅炉循环回路各段压降特性分析 ,建立了包括炉膛、分离器、立管和返料装置等部分的压降关系式 ,并基于循环回路压力平衡特性对所建立的模型进行了求解。计算结果与试验结果相比 ,吻合得较好。图 3参 8     

煤气化--无烟燃烧技术--一种新型的工业锅炉燃烧方式

分析了我国现有在用小型工业锅炉运行中存在的问题,讲座了今后的发展方向,论述了“煤气化一无烟燃烧技术”在小型工业锅炉上的应用前景。     

循环流化床锅炉循环回路压力不平衡理论的分析

通过对循环流化床锅炉循环回路各段压降特性分析,建立了包括炉壁、分离器、立管和返料装置等部分的压降关系式,并基于循环回路压力平衡特性对所建立的模型进行了求解。计算结果与结果相比,吻合得较好。     

回转干馏炉内挡板形状对二元颗粒运动混合的影响

根据回转干馏炉（简称回转炉）内二元颗粒混合时的涡心区的位置,提出在距离回转炉中心21 mm处设置挡板的增混方式.挡板主要依靠推送和抛洒2种作用来增强二元颗粒之间的混合.采用离散单元法,对安装不同形状挡板的回转炉内二元颗粒的运动混合进行数值模拟,研究挡板形状对二元颗粒运动混合的影响.结果表明,挡板边数越多,平均终末卸料角越大.在回转炉运行过程中,当挡板边数为2时,仅存在主体颗粒瀑布流;当挡板边数为1、3、4、∞时,主体颗粒瀑布流和悬空颗粒瀑布流共存.相比于无挡板,在回转炉中安装挡板时,不存在小颗粒集中分布的涡心区,2种颗粒交错分布,颗粒分布更加均匀.当挡板边数从0增加到2时,时均接触数指标M的提高比较明显,从0.288增加到0.424,颗粒的混合质量变好.对于2、3、4、∞边形挡板,时均接触数指标M差别较小,颗粒的混合质量差别较小.     

升温速率对油页岩热解特性的影响

采用热分析方法,在非等温条件下对茂名和桦甸的油页岩进行了热解试验研究。研究了从常温到900℃之间不同升温速率(10,20,40,50,100℃/m in)对油页岩热分解反应的影响以及油页岩的H/C,O/C,Cdaf,Vdaf等因素与(dw/dt)m ax之间的关系。根据试验数据建立了热解动力学模型,利用积分法求得表观活化能和频率因子等动力学参数。试验结果表明,油页岩热解可分为3个阶段,其中第2阶段(200—600℃)是热解反应最激烈的区域,挥发份几乎全部析出。而第3阶段是碳酸盐热解阶段,茂名油页岩由于碳酸盐含量低,此阶段变化甚微。     

油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分模型

采用核磁共振碳谱(nuclear magnetic resonance spectra,1 3C-N M R)以及综合热分析仪和傅里叶红外联用技术(thermogravimetric-Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)等手段,通过热解实验研究油页岩化学结构特性,建立适用于油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分(chemical percolation for devolatilization,CPD)模型。该文通过13C-NMR对油页岩化学结构进行研究,得到CPD模型的4个输入参数。核磁共振分析表明,区别于煤的化学结构,芳碳含量在油页岩化学结构中所占比例相对较低,窑街样品中芳碳含量为50%,而在兴安盟样品中的含量仅为35%。利用TG-FTIR等手段通过C-R法求得桥键断裂的动力学参数,以窑街和兴安盟油页岩为样品,预测其在加热速率为50℃/min条件下的挥发分曲线。通过后验差法检验模型的预测误差,结果表明预测精度较高,验证了模型预测的合理性。     

柳树河油页岩微波干燥特性及干燥模型

干燥预处理对油页岩的利用具有重要的意义,微波干燥是一种快速、高效和节能的干燥方式。在家用微波炉改造基础上搭建了微波干燥实验台,研究了不同微波功率对柳树河油页岩微波干燥特性的影响。并采用单项扩散模型等13个薄膜干燥模型等对微波干燥分别进行动力学分析,结果表明：微波干燥所需的时间远小于传统干燥所需的时间;微波干燥速率要远大于传统干燥干燥速率;油页岩微波干燥过程适用于双项扩散的半经验模型,油页岩微波干燥机理为湿分（液体或蒸气）双项扩散控制过程;300、400和550 W三个功率干燥时能耗相差不大。为了以较少的能耗达到相同的干燥效果,对于柳树河油页岩,以功率550 W干燥为佳。     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。