烟气气氛对准东煤灰熔融特性影响的显微观察

准东煤田预测储量高,准东煤灰具有高硫,低硅铝,高碱/碱土金属等特点,实际燃用准东煤锅炉出现了严重的沾污、结渣现象,影响准东煤的大规模开发利用。烟气气氛(含有大量SO₂,SO3)可能影响高温下Na2SO4的生成/分解,从而影响煤灰的熔融过程。深入研究烟气气氛对准东煤灰熔融特性的影响,有助于加深对锅炉结渣过程的理解,为燃用准东煤锅炉结渣防控提供技术支持。为获得烟气气氛对准东煤灰熔融特性的影响规律,建立了单热电偶高温显微观察系统(SHTT),比较了还原性气氛、氧化性气氛、惰性气氛及模拟烟气气氛下准东煤灰的熔融特性。结果表明,建立的灰熔融温度测试方法精度较好,96.92%的灰样熔融温度与标准灰熔点仪测得的流动温度相比偏差在3%以内(≤40℃),最大偏差<50℃,测试偏差在煤灰熔融特性测试允许误差范围内。当碱酸比R<2.5时,气氛对灰熔融特性无显著影响;当R>2.5时,煤灰组分中Fe₂O₃质量分数较高,导致还原性气氛下灰熔点降低。烟气中SO₂对煤灰熔融温度的影响与煤灰组分相关,当R>2.5时,煤灰中碱/碱土金属及硫(AAEM/S)质量分数较高,烟气中SO₂会抑制煤灰中CaSO₄的分解,提升高温下煤灰中CaO质量分数,并减少长石,辉石等低熔点矿物的生成,进而提升煤灰熔融温度。烟气中SO₂是促进富含Na/Fe硫酸盐或硫化物超细颗粒生成及沉积的重要因素。     

准东煤掺烧油页岩试验研究

准东煤由于其高碱金属含量、高水分、易结焦等特性极大地限制了该煤种在电厂的使用,煤灰成分中高碱金属含量是造成锅炉结渣、沾污的最主要原因。油页岩由于硅、铝含量较高,其熔融特性温度较高。本文通过对准东煤、油页岩及其混煤的煤质特性、灰成分以及灰熔融特性进行试验分析,比较不同掺配比例混合燃料的沾污特性;并采用热重分析方法对其混合燃烧特性TG/DTG曲线对比分析,确定两者的最佳配比。然后结合现场掺烧试验,验证锅炉对掺配煤种的适应性。试验结果表明,利用油页岩中的高硅、铝成分可以提高准东煤的灰熔点,试验证实在准东煤中掺配15%的油页岩可以很好地解决锅炉结焦问题,从而为准东煤作为电厂的动力用煤开辟了新的应用前景。     

准东高钠煤沾污、结渣、腐蚀问题研究

研究分析了燃用准东煤存在的主要问题;即不同类型、不同容量锅炉燃用准东煤均出现结渣、沾污问题;炉膛至空气预热器区域的所有受热面均可能发生积灰、结渣和沾污;在炉膛、高温对流受热面等区域出现高温腐蚀现象。介绍了结渣作用机理、腐蚀的作用机理、沾污的作用机理,同时分析了准东煤的结渣、沾污倾向性。最后通过挂渣试验研究更进一步证实了研究成果的有效性。     

两种高钠煤的掺烧结渣特性对比实验

新疆高钠煤储量大,且是良好的动力煤,然而其燃烧过程中结渣沾污严重,对锅炉的安全运行和经济性产生了影响。基于一维炉结渣实验台,对比分析新疆两种高钠煤的结渣特性,经过实验得出:在相同的容积热负荷下,准东高钠煤结渣比大南湖高钠煤要严重;大南湖高钠煤较准东高钠煤更难通过掺烧低钠煤来改善结渣;两种高钠煤均易通过掺烧煤矸石来改善结渣状况且最佳掺烧比例为10%。该实验结果对新疆地区燃用高钠煤提供一定的参考。     

准东煤矿物分布及其熔融特性变化规律分析

对准东煤进行浮沉试验,通过煤灰化学组成和煤灰熔融性分析探讨了矿物在不同密度级中的分布及熔融特性变化。结果表明,不同矿物因成分、密度等差异向不同密度级富集,煤灰化学成分分析显示高密度级比重液富集样品灰化后的Al2O3、Si O2与Fe2O3含量较高,低密度级富集样品灰化后Ca O、SO3与Mg O含量较高,而Ti O2与K2O+Na2O在各密度级样品灰分中的含量较为稳定。Al2O3、Si O2高温下生成莫来石(3Al2O3·2Si O2)使准东煤灰熔融性温度随密度级呈现升高的趋势。1.5~1.8kg/L密度级富集样品因较低的Si O2和较高的Fe2O3,还原气氛中生成硬绿泥石、铁斜晖石、铁橄榄石等低熔点化合物,煤灰熔融性温度较低。碱酸比、硅比、氧化钠含量、硫分结渣指数等指标表明,准东煤中矿物质经浮沉试验分级偏析后,沾污与结渣特性减弱。     

准东高钠煤燃烧利用技术研究

我国新疆准东地区煤炭资源丰富,但煤中Na等碱金属含量高,燃烧后易在尾部受热面结渣,影响锅炉机组正常运行。介绍了准东高钠煤特性、燃烧利用对锅炉设备影响及国内准东高钠煤燃烧利用技术研究。     

准东煤灰熔融温度表征结渣特性的试验研究

针对准东煤灰熔融温度与实际结渣特性出现严重不符的问题,利用微波消解法对准东原煤和按GB/T 212-2008制得的灰（称为国标灰）进行分析,得到其金属元素含量。试验结果表明：在国标法制灰过程中,煤中的主要金属元素均有不同程度的逃逸,用金属氧化物逃逸率表征金属元素的逃逸特性,除了熔点比较低的碱金属氧化物逃逸率较高,熔点比较高的Al2O3和CaO的逃逸率也高达87.51%和58.77%,由此导致国标灰灰熔融温度升高,与煤实际的结渣特性不符。灰化温度从815 ℃降低到500 ℃后制得灰的软化温度ST为1 230 ℃,比国标法制得灰的软化温度1 330 ℃低100 ℃。与灰熔融温度相比,灰成分指标更能表征准东煤的结渣特性。     

高碱煤燃烧过程中碱金属沾污特性的预测模型研究

为了克服传统预测方法的局限性,笔者提供了一种能够准确预测高碱煤燃烧沾污特性的模型,该预测模型还可以根据煤的沾污特性给出其适用的温度范围。本预测模型采用三步化学萃取法来检测煤样中的钠含量,以避免对煤进行灰化时造成钠的挥发损失,因此能够直接精确地测定煤样中的总钠含量及各个形态的钠含量。另外,本预测模型不仅考虑钠、钾和固相沾污源的影响,同时考虑到其它易挥发组分(如碱土金属、硫和氯)对煤沾污特性的影响,并将温度引入沾污模型中。按本模型获得的沾污指数R_T预测量化区间如下:R_T≤0.60,弱沾污性;0.601.00,强沾污性。为验证该预测模型的准确性,分别以沙尔湖煤和神华准东煤为试验对象对预测模型进行了验证,验证结果表明:①700℃时,R_T=0.59<0.60,沙尔湖煤处于弱沾污区;850℃时,0.601.0,沙尔湖煤处于强沾污区。②神华准东煤相比于沙尔湖煤沾污性较弱。850℃时,R_T=0.53<0.60,神华准东煤处于弱沾污区;900℃时,0.60相似文献   

高碱煤燃烧过程细颗粒物排放特性

准东煤储量巨大,但由于其碱金属和碱土金属含量较高,准东煤燃烧时会生成更多的细颗粒物。在一维沉降炉上对新疆准东地区高碱煤、准南低碱煤及混煤燃烧过程细颗粒物的排放特性进行了研究,对其燃烧生成的颗粒物粒径分布、生成浓度、元素组成进行了分析,获得了高碱煤中Na,K,Mg,Ca,Fe在细颗粒物中的分布及对细颗粒物生成特性的影响。结果显示:高碱煤燃烧生成的细颗粒物主要由Na,K,Mg,Ca的硫酸盐和氧化物组成;低碱煤燃烧产生的细颗粒物量明显减少;同时发现了低碱煤的掺烧有明显降低细颗粒物生成量的协同效应,Ca,Fe在混烧降低PM_(10)过程中起到了重要作用。     

煤灰熔融性的研究进展

煤的灰熔融特性是煤炭气化和燃烧的一项重要指标,而煤灰的多元化学与矿物组成在加热过程中的行为对煤灰熔融性有重要影响.研究如何改变煤灰熔融特性使其适应不同的排渣方式具有重要意义.探讨了一些对煤灰熔融性进行调整的方法,通过添加不同助剂与煤灰中氧化物相互作用生成高熔点或低熔点物质的方法可改变煤灰熔融特性,或添加不同灰熔点的煤,以适应不同排渣方式和气化工艺的选择.     

CO2-水洗对准东高碱煤Na/Ca脱除性能的影响

煤炭是我国主要能源资源，而准东煤田作为我国最大的整装煤田，具有非常高的开发利用价值。但准东煤中Na、Ca等碱金属和碱土金属(AAEMs)含量较高，导致在工业生产中结渣沾污问题严重。为探究CO₂-水洗处理对准东高碱煤的脱碱效果及水洗过程溶液中Cl^-/NO^-₃等阴离子的分布特性，进行水洗/CO₂-水洗准东煤脱碱实验。在水洗温度为20、40、60℃,水洗时间为2、5、8 h等不同水洗条件下，对水洗/CO₂-水洗准东煤Na/Ca和Cl^-/NO^-₃的脱除性能进行对比分析，并对其他气体氛围下水洗准东煤脱除Na/Ca的可行性进行探讨。实验结果表明：随着水洗时间、温度及水煤液固质量比的增加，Na/Ca的脱除效率增加且增幅较大，滤液中Cl^-/NO^-₃等阴离子浓度也有所增大。当水洗时间为5 h、水洗温度为60℃、液固比为50∶1、CO_2...     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

掺烧哈密地区高碱煤沾污特性的试验研究

为研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)作为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,并根据锅炉各受热面烟温、汽温的变化情况,推算各受热面的沾污系数。由沾污系数随时间的变化规律推断各受热面的结渣状况,分析比较吹灰前后炉膛出口温度、炉膛各区域温度、各受热面沾污系数的变化情况。结果表明:随着高碱煤掺烧比例的不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,A磨煤机为低碱煤,其余磨煤机为高碱煤。研究根据吹灰前后的结渣、掉渣平衡特性综合判断掺烧方案的可行性,并为吹灰频率提供指导。     

电厂锅炉混煤燃烧的现状及混煤质量控制对策

本文对国内外电站锅炉混煤燃烧的最新研究成果进行了综述及讨论，包括不同煤种相互混合对煤粉着火，稳燃，降低锅炉的结渣，沾污和积类，煤热值以及降低ＳＯｘ的排放影响等；工在综述文献的基础 提出了今后控制混煤质量，保证锅炉运行的经济性，安全性的研究管理方向。     

碱/碱土金属盐对高灰分煤粉燃烧的催化作用

用热重分析方法对比研究了Ca(NO3)2,KCl和NaCl对高灰分煤(HAC)着火温度、燃烧特性指数和放热面积的影响.结果表明,碱/碱土金属盐能改变高灰分煤的燃烧反应历程,加速煤燃烧反应速率,着火温度降低,燃尽温度提前,且燃烧放热量增加.碱/碱土金属盐影响着火性能的大小排序为:NaCl(KCl)＞Ca(NO3)2;碱/碱土金属盐影响燃尽性能的大小排序为:NaCl＞KCl＞Ca(NO3)2.煤催化燃烧的作用机理研究结果表明,碱/碱土金属盐对煤粉着火性能的提高主要是金属盐促进了煤中挥发分的释放,使着火点提前;碱/碱土金属盐对煤粉燃尽性能的提高,主要作用机理是金属盐充当氧的载体,促进氧转移.     

神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究

对火力发电厂所燃用的神华混煤和准格尔煤的煤灰熔融性等煤质特性做了初步分析,并对未掺烧前发生的因煤灰熔融温度低而导致的事故进行分析及提出应对策略。同时,利用神华混煤与准格尔煤性质稳定的优点,通过对掺烧后的入炉煤干基灰分与煤灰熔融性的关系进行实验统计和分析,提出以入炉煤千基灰分对煤灰熔融性进行监控和掺烧煤配比的调整,实现锅炉的安全稳定经济运行。     

气化用煤及混配煤的粘温特性研究

以枣庄烟煤、枣庄无烟煤、济宁煤、东北煤、胜利煤和准东次烟煤等为原料,测定其发热量、煤灰熔融温度及煤的粘度,并对结果进行了分析比较。分析了化学组分等对煤灰熔融性温度及粘度的影响,高温下煤灰熔融性、煤灰的粘温特性对煤气化炉的设计、稳态运行及煤种适应性评价具有十分重要的意义。     

神华煤安全洁净高效燃用技术研究及应用

神华煤是我国重要的煤炭资源,属于侏罗纪烟煤,燃烧效率较高,硫含量和灰分较低,但同时具有易爆和易结渣特性。为充分利用其煤质特点,扬长避短,神华集团与相关科研院所及设备制造厂合作,从设计优化和运行优化两个方面,开展了神华煤安全、洁净、高效燃用技术研究工作,并不断将研究成果付诸实践,使燃用神华煤锅炉的安全、环保、经济运行水平不断提高,取得了可观的经济效益和环保效益,为神华煤在火力发电领域的大规模使用起到示范作用,实现了科学燃用神华煤的绿色梦想。     

煤和水煤浆炉内结渣积灰动态特性的研究

针对低熔点的神华煤和高熔点的水煤浆在炉内的结渣特性，采用灰污热流计，分别选择炉膛高温主燃区和炉膛较低温度的中上部作为模拟的结渣和积灰部位进行试验研究.主要通过灰污热流的动态变化、SEM，XRD和能谱分析揭示炉内沾污结渣特性和灰污热流变化规律.结果显示，在炉内高温区，神华煤比水煤浆的灰渣沉积率高，灰污热流衰减快，低熔点的复杂共熔体——钙长石 （Ca,Na）Si4Al4O8和较低熔点的赤铁矿是神华煤灰沾污结渣性强的关键因素；而在炉膛较低温度区域，神华煤的灰沉积率高于水煤浆，但灰污热流衰减却要慢.     

混煤燃烧结渣性研究

利用结渣性测定仪对陕北地区的3种煤样及不同比例混合后混煤的结渣性进行测定,利用X射线衍射分析对混煤煤灰的矿物组成进行分析,并考察了空气流量及混合比例对结渣率的影响。研究结果表明,易结渣煤与结渣严重的煤混合可以显著降低易结渣煤的结渣率。同单种煤的结渣特性一样,混煤的结渣率不仅取决于煤灰组成,同样与燃烧的外部条件有关。