燃烧炉内煤中矿物质行为研究

采用马弗炉和四角燃烧炉对煤矿物质在加热过程中组分和含量变化利用Ｘ－射线衍射进行分析，结果表明，在燃烧炉内煤灰矿物质行为与在马弗炉内和加热煤灰的矿物质基本一致，煤灰矿物质行为与原煤中矿物组成及含量关系较大。     

弱还原气氛下淮南煤灰矿物质特性研究

对淮南煤在弱还原气氛下的矿物质特性进行实验研究,用X-射线衍射和红外光谱分析不同温度下煤灰矿物组成变化。结果表明：淮南煤中主要晶体矿物有高岭石、石英、方解石、黄铁矿等,高岭石类矿物含量越高,煤灰熔点越高;方解石和黄铁矿含量越高,煤灰熔点越低。煤灰中主要晶体矿物有石英、硬石膏、赤铁矿等,硬石膏和赤铁矿含量越高煤灰熔点越低。随着温度的升高,煤灰中石英、硬石膏、赤铁矿等结晶矿物含量逐渐减少,生成新的矿物质,莫来石的生成是导致淮南煤灰熔点高的主要原因,钙长石起到降低灰熔点的作用。     

我国若干煤中矿物质的研究

本文采用低温灰化仪分离了我国１８个煤样中的矿物质，用Ｘ射线衍射法对它们进行鉴定。根据煤灰化学成分分析结果，参照矿物标准成分推算各矿物相在煤灰中的含量。本文还总结了我国煤中矿物质的特征，并初步探讨了煤中矿物质组成与沉积环境之间的关系。     

利用XRD分析高温下淮南煤灰矿物质变化

利用X射线衍射分析四种淮南煤在不同温度下煤灰矿物组成变化。结果表明：淮南煤中主要晶体矿物有高岭石、石英、方解石、黄铁矿等,高岭石类矿物含量越高,煤灰熔点越高;方解石和黄铁矿含量越高,煤灰熔点越低。煤灰中主要晶体矿物有石英、硬石膏、赤铁矿等,硬石膏和赤铁矿含量越大煤灰熔点越低。随着温度的升高,煤灰中石英、硬石膏、赤铁矿等结晶矿物含量逐渐减少,生成新的矿物质,莫来石的生成是导致淮南煤灰熔点高的主要原因,钙长石起到降低煤灰灰熔点的作用。     

煤灰中CaO在加热过程中固硫过程的研究

采用二种原煤和二种混煤，对其加热过程中灰样中的硬石膏进行Ｘ－射线衍射分析，结果表明：煤灰样中ＣａＯ的固硫效果在９００℃左右时达到最大，然后逐渐减弱，在１１００℃左右时硫全部析出，混煤煤灰与单种煤煤灰中ＣａＯ的固硫作用相同，其固硫过程和行为一致。     

煤灰中 CaO 在加热过程中固硫过程的研究

采用二种原煤和二种混煤，对其加热过程中灰样中的硬石膏（ＣａＳＯ４）进行Ｘ－射线衍射分析，结果表明：煤灰样中ＣａＯ的固硫效果在９００℃左右时达到最大，然后逐渐减弱，在１１００℃左右时硫全部析出．混煤煤灰与单种煤煤灰中ＣａＯ的固硫作用相同，其固硫过程和行为一致．     

煤粉中内在矿物对煤焦孔隙结构的影响

用浮沉法从4种煤粉中分选出低密度和中等密度的煤粉,进行岩相分析后分别在马弗炉和滴管炉上制焦,用SEM观察煤焦孔结构,用气体吸附仪测定煤焦比表面积和孔容.结果发现,低密度级别煤粉中壳质组和镜质组含量较高,而中等密度级别煤粉中惰质组含量较高.在马弗炉条件下,内在矿物起着增大煤焦孔隙的作用;在滴管炉条件下,随着煤变质程度降低,内在矿物由对无烟煤煤焦的增大孔隙作用变化到阻碍烟煤煤焦多孔结构形成作用.分析了矿物质与胶质体在不同条件下相互作用机理,解释了矿物对煤焦结构的影响.     

弱还原性气氛条件下CaO对高灰熔点煤灰熔融性影响的研究

选取CaO为助熔剂,分别与2种煤灰样进行不同比例的混合,在弱还原性气氛条件下对煤灰熔融性进行研究.结果表明,CaO作为助熔剂可有效降低煤灰熔融温度.这是由于助熔剂的加入改变了煤灰化学成分中的酸性氧化物与碱性氧化物的比例,以及煤中矿物质在高温下与CaO发生反应最终形成低熔点共熔物,从而使得煤灰熔融温度下降.     

煤灰助熔剂对灰熔点影响的研究

采用ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３以及石灰石、硫酸渣助熔剂按不同比例与煤灰混合，对助熔剂对煤灰熔点的影响进行试验研究．结果表明，在还原性气氛下，添加适量ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３可使煤灰熔点下降，当ＣａＯ添加率超过４０％时反使灰熔点急剧上升；石灰石、硫酸渣中起助熔作用的成分是其中的ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３，其助熔行为与分析纯ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３基本一致．     

煤灰助熔剂对灰熔点影响的研究

采用ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３以及石灰石，硫酸渣助熔剂按不同比例与煤灰混全，对助熔剂对煤灰熔点的影响进行试验研究。结果表明，在还原性气氛一，添加适量ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３可使煤灰熔点下降，当ＣａＯ添加率超过４０％时反使灰熔点急剧上升；石灰石，硫酸渣中起助熔作用的成分是其中ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３，其助熔行为与分析纯ＣａＯ和Ｆｅ２Ｏ３基本一致。     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.     

Form transition of sodium during combustion of black liquor coal slurry

Several typical ash samples from a 0.25 MW test furnace fired black liquor coal slurry were selected for investigation. The phases and compounds containing sodium in ash samples were acquired from X-ray diffraction analyses. As well, detailed analyses of the amounts of major mineral elements along thickness gradients of representative ash samples were carried out. The elements, including Na, Si, Al, S and Cl were analyzed by the advanced electron probe microanalyzer equipment, which provid evidence and interpretation for the analytical results of XRD. The findings indicate that the occurrence form of sodium has experi-enced important changes during the combustion of black liquor coal slurry, which translated into nepheline, thenardite, sodium sulfate, sodium chloride, sodium silicoaluminate, hauyne and other phases containing sodium, from NaOH, Na2CO3 and Na2S in raw fuel. Of all the sodium compounds, nepheline, thenardite and sodium sulfate are the most important forms of Na in solid com-bustion residues. Such a transformation of Na during the combustion of black liquor coal slurry resulted in a considerable impact on ash deposition and is not only different from the raw coal and papermaking black liquors, but is also affected by local circum-stances in the combustion furnace. Amounts of Na, S and Cl in ash deposits from low temperature zones were larger than those from high temperature zones. Our findings should provide important theoretical instructions for industrial applications of black liquor coal slurry.     

神华配煤孔隙分形对燃烧特性的影响

利用氮气吸附仪、沉降炉、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)研究了动力配煤的孔隙分形结构对着火和燃烧特性的影响.对神华煤分别与准格尔煤和澳洲煤组成的配煤研究表明,配煤孔隙分形维数随单煤比例呈现出单调变化规律,并且与比表面积和比孔容积的变化规律基本一致.当神华配煤的分形维数由2.451增加到2.482和2.532时,着火温度由783 ℃降低到587 ℃和462 ℃,飞灰中碳的质量分数由3.62%减少到2.83%和1.83%,说明配煤的分形维数越大则越容易着火和燃尽.随着准格尔煤比例增加和神华煤比例减少,燃烧渣样中硅铝质量比减小且灰熔点提高,导致配煤的结渣程度明显减轻.     

1000MW锅炉污泥掺烧温度场数值模拟

采用FLUENT软件对电站锅炉污泥掺烧温度场进行数值模拟分析。分别对污泥掺烧比例为0,1.3%,2.9%, 4.8%的煤燃烧情况下的温度场进行了比较。结果表明:随着污泥与煤粉掺烧比例的增加,污泥与煤粉的混合物中灰分含量增加,可燃物的含量减少,水分大幅增加导致炉膛中心温度出现明显的变化。     

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。     

煤质劣化对锅炉热量分配影响的机理分析

受能源供应紧张影响电厂经常燃用劣质煤,其主要特点是灰分、水分大而发热量低,以此特征为基础建立一种煤质劣化模型。利用炉内传热相似理论求解方法,以一300 MW燃煤机组炉膛结构设计为例分析了不同劣化程度的煤质对锅炉主要设计参数造成的影响。计算结果表明:随煤中水分和灰分增加单位辐射热量降低,并且水分的影响大于灰分;随煤灰分增加单位辐射热量与单位对流热量之比升高,但随水分增加而降低。高负荷时,随煤中水分和灰分增加炉膛出口烟温略微降低;低负荷时,随煤中灰分增加炉膛出口烟温略微降低,而随煤中水分增加略微升高。     

Experimental Research and Mathematical Modelling for Coal Reburning in Furnace

1 Introduction Coal combustion is one of the main sources of forming NOx in the atmosphere. To reduce NOx emissions, various NOx reduction strategies have been investigated. Among recent developments for reducing NOx emissions, reburning technology is considered to be one of the most cost-effective ones for coal combustion systems, capable of reducing 50%–70% of NOx [1]. In the past several years, many investigators have worked on laboratory-scale measurements, kinetic mechanisms and nume…     

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.     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

燃水煤浆飞灰的电除尘特性分析

为了提供水煤浆燃后烟气电除尘净化的设计依据，评述了水煤浆的燃烧方式及特点；对普通水煤浆飞灰的形态、化学成分、粒度分布、比电阻及驱进速度等电除尘特性做了定性和定量分析，并与燃煤飞灰的分析结果做了对比，结果表明，水煤浆飞灰不是高比电阻粉尘；燃水煤浆飞灰粒度分布、比电阻、驱进速度等电除尘特性优于燃煤飞灰。