典型煤种O_2/CO_2/H_2O气氛下中高温燃烧时NO的生成特性

利用自制恒温热分析系统研究了大同烟煤和阳泉无烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛下中高温燃烧时NO的释放行为,并与O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下的情况进行了对比分析.结果表明:当氧气体积分数为5%时,大同烟煤在O_2/CO_2和O_2/N_2气氛下燃烧时只有一个NO体积分数峰,而在O_2/CO_2/H_2O气氛下却变成一前一后2个峰;当氧气体积分数升高到21%后,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO释放过程又变为一个体积分数峰;阳泉无烟煤的NO释放过程与大同烟煤类似;大同烟煤在O_2/CO_2气氛中的NO排放量始终低于O_2/N_2气氛中;由于低氧气体积分数下H_2O气化反应的影响,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO排放量在高温下高于O_2/CO_2气氛中;氧气体积分数升高后,大同烟煤在O_2/CO_2/H_2O气氛中的NO排放量又低于O_2/CO_2气氛中;阳泉无烟煤的NO排放量高于大同烟煤,但其不同气氛下的变化趋势与大同烟煤一致.     

一维炉中石油焦与煤燃烧特性的对比试验研究

在一维炉热态试验台上,采用双调风旋流燃烧器,对比研究了一次风率f1、外二次风当量旋流强度Ωdl和过量空气系数α对石油焦、河津贫煤和神木烟煤燃烧特性的影响.结果表明:随着一次风率f1的增大,河津贫煤和石油焦的NOx排放浓度提高,前期燃烧恶化,而神木烟煤的燃烧状况得到改善,燃尽率提高,NOx排放浓度先降低后升高;石油焦和神木烟煤的着火和燃尽率分别在Ωdl=0.69和Ωdl=0.87时最佳,而两者的NOx排放浓度均在Ωdl=1.08时最低;过量空气系数α的增大使石油焦着火推迟,燃烧状况更差,NOx排放浓度更高,但使神木烟煤的NOx排放浓度更低.     

热解条件对褐煤汞析出和汞形态分布的影响

将固定床程序热解装置与Hg~0在线分析系统耦合,考察了热解条件对XLT褐煤热解过程中汞的析出规律和形态分布的影响.结果表明,在热解温度为800℃时,XLT褐煤中汞的释放率均达到92%以上,载气流量和粒径大小对煤中汞的释放几乎无影响.热解温度是影响煤热解过程汞释放的主要因素,Hg~0是热解气中气态汞的主要存在形态.随着热解温度的提高,汞释放率的增加幅度逐渐变缓,元素汞在气态汞中的比例稳定在90%以上.在热解终温为500℃时,停留时间对汞释放率的影响主要体现在0～20 min,对气态汞的形态分布影响不大;较高的升温速率使煤中汞的释放产生滞后现象,却能促进煤中汞的释放,提高Hg~(2+)在气态汞中的比例;快速热解可以提高挥发分释放速率,从而提高汞的释放率和Hg~(2+)含量,同时有效地改善热解半焦的孔隙结构;热解气氛中引入少量氧气能够有效降低含汞化合物的分解温度,减弱还原气体对Hg~(2+)的还原性,从而提高汞的释放率和Hg~(2+)含量.     

煤/石油焦共气化过程中AAEM的催化转化行为

以富含碱金属及碱土金属的准东煤和石油焦为原料,在热重反应器上分别进行了水蒸气及CO2条件下的共气化实验,探究了AAEM的赋存形态对其转化行为及燃料气化特性的影响规律.研究表明,准东煤与石油焦在水蒸气条件下的共气化反应速率明显快于CO2条件,来自煤中的AAEM促进了石油焦的气化.在CO2气氛中,不同赋存形态矿物的催化作用存在较大差异,盐酸溶态的Ca起主要催化作用,并在气化过程中生成CaS.而在水蒸气气氛中,不同赋存形态矿物的催化作用差异较小,气化过程中含Ca组分主要生成CaO.     

气化细渣和煤掺烧氮氧化物和二氧化硫排放特性研究

气化细渣热值低、水分高，难以独立稳定燃烧，因此通常将其和热值较高的燃料进行掺混实现燃烧利用。为研究气化细渣和煤掺烧过程中NO_x和SO₂的排放特性，利用管式炉燃烧污染物测试系统，在空气气氛下，使用不同比例的气化细渣和烟煤进行掺烧实验，对燃烧污染物的释放量进行实时监测，并计算燃烧污染物的释放总量。通过实验发现：温度是影响NO_x、SO₂排放量的重要因素，在高温工况下，NO、SO₂的释放量显著提高，NO₂、N₂O的释放量显著降低。燃料中挥发分的含量与NO₂、N₂O的释放量有着密切关系，煤中挥发分含量较高，NO₂、N₂O的释放量也相对较高。整体NO₂、N₂O的释放量远小于NO的释放量，NO_x排放以NO为主。随气化细渣掺烧比例增大，NO、SO₂释放量降低。因此，通过与煤掺烧...     

掺混比对半焦与烟煤混合燃烧及NO_x排放特性影响的试验研究

在350 kW中试煤粉锅炉上研究了热解半焦掺混比对神华烟煤与神木半焦混合燃烧时着火特性、燃尽特性以及NO_x排放特性的影响,测量了不同轴向位置处炉膛温度以及O_2体积分数、CO体积分数和NO_x质量浓度等参数。结果表明:随着掺混比的增大,着火性能变差,着火距离增加且着火温度升高,主燃烧区出口NO_x质量浓度逐渐增大;采用EGA气体释放法分析燃料着火点时,CO释放法对掺混比为60%和100%的燃料适合,NO_x释放法在分析高挥发分烟煤的着火时效果更好;纯半焦燃烧时燃尽率最低,掺混高挥发分烟煤对整体燃尽有较大改善。     

恒温下煤与生物质混燃过程中NO_2释放特性

利用恒温燃烧污染物在线监测系统,研究生物质掺混比、生物质种类、温度、反应气氛等因素对煤混燃生物质时NO_2释放规律的影响。结果表明:增大秸秆掺混比例,使NO_2瞬时释放峰值、释放总量增大,转化率提高。改变混燃生物质种类时,随着生物质中Fe_2O_3、CaO等矿物质含量的减小,NO_2释放总量、转化率增大。升高温度能加快NO_2生成速率,同时提高NO_2还原速率,但在800℃以上的高温下,后者增加程度高于前者,造成NO_2释放总量及转化率先增大后减小。O_2/N_2气氛下,提高O_2浓度能增大NO_2转化率与释放总量,而O_2/CO_2气氛下由于焦炭气化反应及还原作用的影响,提高O_2浓度会造成相反的趋势。     

掺烧石油焦410t_h循环流化床锅炉NO_x排放特性研究

在掺烧石油焦的410 t/h循环流化床锅炉上就运行参数对NOx排放特性的影响进行了试验研究,阐述了燃用烟煤、70％烟煤 30％石油焦和50％无烟煤 50％石油焦等3种不同燃料时,NOx排放浓度随温度、过量空气系数、一次风率和钙硫比等参数变化而改变的规律.结果表明,燃用不同燃料,NOx排放浓度与其挥发分含量呈正相关关系;随温度的提高,NOx排放浓度增大;炉膛气氛对NOx排放浓度影响巨大,随过量空气系数和一次风率增大,NOx排放浓度增大;随钙硫摩尔比增大,NOx排放浓度减小.试验结果对掺烧石油焦的循环流化床锅炉运行具有参考作用.     

石油焦的气化反应特性

针对3种不同的石油焦，在热天平上考察了不同的化学反应条件，包括温度、压力和气氛等因素对气化反应的影响．研究结果发现，在水蒸气气氛下石油焦具有良好的气化反应活性，而在二氧化碳气氛下石油焦气化反应进行得相当缓慢，相同条件下的C-H2O反应速率是C-CO2反应速率的十几倍，在60％水蒸气的实验温度条件下，每升高50℃，平均气化反应速率提高1倍；1000℃时，水蒸气分压对平均气化反应速率的影响不均匀，分压增加，影响减小．随着反应的不断进行，气化反应速率存在最大值，而出现最大值时的转化率不受反应温度和压力的影响，而与气化介质有关．根据实验结果，分析得到了3种石油焦在水蒸气条件下反应速率与温度、水蒸气分压和转化率的关系式，并得到了3种石油焦气化反应的活化能。     

热解温度和时间对煤热解过程中汞析出的影响

采用国际通用的Ontario-Hydro法,对150目的煤粉在氮气气氛下不同热解温度和时间下进行的热解研究,测试结果表明：汞总释放率随时间呈现递增趋势,热解时间对汞的形态分布影响很小。汞总释放率随着温度的升高几乎呈线性关系增长,而且随着热解温度的升高,元素汞占总汞的比例先变大再变小。元素汞在热解过程中始终是气态汞的主要形态。不同的煤种对汞释放率有影响,变质程度较低的兖州煤汞的释放率较低,变质程度较高的大同和神华煤的释放率相对较高。     

O_2/CO_2气氛下燃煤颗粒汞的生成特性

针对电厂煤燃烧过程,采用煤粉沉降炉在O_2/CO_2和空气燃烧气氛下进行了煤添加KCl、KBr和CaBr_2的燃烧试验.KCl、KBr和CaBr_2添加比例(质量分数)分别为0.1%、0.3%和0.5%,,燃烧温度为1,050,℃.收集了各燃烧过程的飞灰样品,对收集的飞灰进行了Hg含量测定,并与同等添加条件下空气气氛中颗粒汞的生成情况进行比较.试验及分析结果表明:O_2/CO_2气氛下,添加KBr对颗粒汞转化促进作用较KCl明显,并且随着添加比例增大,颗粒汞转化率升高.空气气氛下,添加CaBr_2对颗粒汞生成的促进作用并非随着添加比例的增大而不断增长,然而O_2/CO_2燃烧气氛的促进作用要高于空气气氛下CaBr_2添加比例为0.5%时灰样集聚现象的抑制作用.     

污泥与准东煤在CO2气氛下的共气化特性研究

为探究污泥与准东煤在CO2气氛下的共气化特性,利用电加热式固定床和热重分析仪研究了共气化产气特性规律及共气化动力学特性规律,并采用Model-free Method计算了共气化反应活化能.结果表明:等温气化过程中CO、H2和CH4的体积分数随着反应的进行先升高后降低;随着准东煤质量分数的增加,可燃气中CO体积分数逐步升高,H2和CH4体积分数逐步降低,冷煤气效率则先升高后降低;程序升温气化的干燥脱附阶段和慢速气化阶段,样品总失重量随着准东煤质量分数的增加而逐渐降低,在快速气化阶段则反之;共气化反应的平均活化能随着准东煤质量分数的增加先降低后升高;污泥与准东煤的掺混具有正向促进气化反应的协同作用,并且在污泥与准东煤质量比为4∶6时共气化的协同作用最强烈.     

CO_2气氛中超细煤粉热解含氮气体释放规律

在固定床反应器上进行了CO2气氛中内蒙古褐煤的热解/气化试验,对含氮气体和CO析出特性进行了连续在线测量,考察了温度、粒径和气氛等因素的影响.结果表明,气氛对于气化反应特性和含氮气体的析出特性有较大影响且在高温区更为明显;煤样与CO2的气化反应在550,℃之后显著加快.CO2气氛下煤中氮主要以NH3、HCN和N2O形式析出,而N2气氛下主要是以NH3、HCN和NO形式析出;不同粒径的煤粉热解时HCN和NH3析出曲线相似且差距不大,N2O析出量随粒径增大稍有增加.     

煤粉等温燃烧挥发分、焦炭分阶段SO_2释放规律研究

利用自制SO_2测量系统,对煤粉及煤焦进行了等温燃烧实验,针对挥发分与焦炭分阶段SO_2释放规律研究了温度、煤质、氧浓度对SO_2释放的影响。结果表明:煤粉等温燃烧过程中,经历了挥发分SO_2的快速释放和焦炭SO_2的缓慢释放,挥发分SO_2和焦炭SO_2的释放存在一定的重叠时间。随着温度升高,焦炭SO_2转化率显著增大,挥发分SO_2转化率变化不大。不同煤种SO_2转化率差异明显,低阶煤挥发分S0_2的转化率较低,塔山煤和印尼煤的焦炭SO_2转化率显著低于阳泉煤。随着氧浓度升高,挥发分和焦炭SO_2释放速率加快,挥发分SO_2和焦炭SO_2转化率均升高,挥发分SO_2的释放对氧浓度的变化更为敏感。     

煤燃烧和CO_2气化过程中铀的释放规律

对煤燃烧过程中铀的存在形态和转化特性进行了热力学模拟,并对模拟结果进行实验验证.实验结果表明,煤燃烧过程中铀的释放率低于18%,(CO_2气化条件下低于22%,),铀释放率随着实验温度的升高并非呈单调递增趋势,在800~1,000,℃范围内,铀释放率随实验温度的升高而降低.实验表明铀能与碱金属/碱土金属反应生成铀酸盐,且煤燃烧过程中铀主要与钙元素结合,生成的铀酸钙能抑制铀的挥发,此结论可为降低煤燃烧过程中铀的释放率提供依据.     

掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究

采用新型床料在鼓泡流化床中进行了2种典型的木本和草本生物质与烟煤的空气-水蒸气气化试验,研究了生物质掺混比例对燃气组分和热值、气化效率及碳转化率等参数的影响规律.结果表明:当松木屑的掺混比例从0%增大到100%时,H2和CO的体积含量分别增加了4.6%和4.4%,CO2的体积含量减少了3%,CH4和CnHm的含量也有所增加;当稻秸的掺混比例从0%增大到100%时,CO的体积含量先从25.8%上升至27.5%,再下降至25.3%,其他燃气组分的变化趋势与松木屑和煤气化的相类似;随着生物质掺混比例的增加,2种生物质和煤共气化的气化效率和碳转化率均有所提高,且在共气化过程中存在协同效应.     

木屑水蒸气气化热重分析及合成气释放特性

试验研究了木屑在水蒸气气氛下的热失重行为及气化过程中合成气释放特性。首先采用TG-DTA对木屑样品进行了水蒸气气氛下的热重行为分析,结果表明,木屑气化过程可以分为挥发分释放和半焦气化两个阶段,分别可由二级反应动力学和三维扩散Ginstling-Broushtein方程描述,对应的表观活化能分别为87.014kJ/mol和103.35 kJ/mol。此外,在自制的固定床气化反应装置上,研究了生物质气化过程中挥发分释放和半焦气化阶段合成气释放特性。另外,半焦水蒸气气化阶段对气体中合成气含量和H2/CO起到决定性作用,通过合理调控半焦气化阶段反应条件,可以得到合适化学当量比的生物质合成气。     

O_2_CO_2气氛下痕量元素迁移特性试验研究

在管式炉上进行徐州烟煤的燃烧试验,采用电感耦合等离子体光谱质谱联用仪(ICP-MS)对燃烧剩余灰渣进行测定.研究了不同温度和不同燃烧气氛(空气气氛和O2/CO2气氛)下痕量元素的迁移特性.结果表明,煤燃烧过程中,痕量元素Cr、Mn、Ni、Zn、Cd、Pb在灰渣中富集,As挥发率达70%以上.随着温度的升高,大部分痕量元素在灰渣中的含量降低,Mn、Ni、Cr在灰渣中的含量相对比较稳定.O2/CO2气氛下,各元素随温度的变化趋势并未受到影响,但整体上O2/CO2气氛下各痕量元素在灰渣中的含量要大于空气气氛下的,随着温度的升高,O2/CO2气氛和空气气氛下痕量元素在灰渣中的含量越来越接近,说明燃烧气氛对痕量元素迁移的影响随温度升高而减弱.     

不同制焦气氛下H-form煤焦特性

选用Loy Yang褐煤和大同烟煤,破碎、研磨、筛分、酸洗得到H-form煤粉,研究N2气氛和CO2气氛下所制煤焦的结构特征及其在21%O2/79%Ar、21%O2/79%N2、21%O2/79%CO2气氛下的燃烧特性.结果表明,同阶Hform煤粉在N2气氛和CO2气氛下制焦,CO2气氛下煤焦C/H、C/O降低,表面有气化反应痕迹,微晶结构相对趋于有序化.烟煤煤焦着火温度随载气定压比热增大而升高,褐煤煤焦则不明显.烟煤煤焦在21%O2/79%Ar下燃烧反应活性最好,在21%O2/79%CO2下最差,且差异明显;褐煤煤焦的趋势与烟煤煤焦的相同,但无明显差异.     

煤热解过程中汞和硫的释放特性

采用热分析和动力学分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及其洗选产物为研究对象,考察了在煤热解过程中汞和硫的释放特性.结果表明:汞和硫释放与煤成分有关,在相同热解条件下煤泥和精煤中汞和硫释放率大于矸石和原煤;汞和硫的释放特性受其赋存形态的影响,煤中汞和硫均以无机物结合态为主,精煤和煤泥中的汞更易在低温阶段释放;汞和硫释放率...