多元低热值煤混合燃烧特性热重实验研究

为了实现风化煤、煤矸石、煤泥的大规模利用,通过热重分析研究了多元低热值煤在不同升温速率、掺混比例下的着火特性和综合燃烧特性,并采用改良Coats-Redfern方法分析其动力学特性。结果表明：提高升温速率可以改善低热值煤的燃烧特性;煤泥、风化煤比例的增加有利于混煤的燃烧,随着二元混煤中风化煤比例由10%增至90%,混煤综合燃烧特性指数由1.73×10^-8增至1.41×10^-7;随三元混煤中煤泥比例由20%增至80%,混煤综合燃烧特性指数由8.77×10^-8增至1.57×10^-7。与煤矸石相比,混煤的活化能更低、综合燃烧特性指数更高,具有更好的燃烧特性。研究结果可为多元低热值混煤在循环流化床中的大规模利用及其工业装置的设计与运行提供参考。     

近零排放的煤基多联产系统

多联产系统由于其高效、清洁、灵活的优势被普遍认为是最有前景的新一代煤炭利用方式。所谓“多联产”，就是指多种煤炭转化技术通过优化组合集成在一起，以同时获得多种高附加值的其它产品和多种洁净的二次能源(气体燃料、液体燃料、电等)及污染     

流化移动叠置式冷渣器研究

流化移动叠置式冷渣器是针对流化床锅炉的高温出渣及其热损失而开发的一种新型冷渣装置，在冷态实验台上对流化移动叠置式的流动特性和传热特性进行了试验，一台设计冷渣量为1.5t/h的冷渣器的运行表明，其能够把0－13mm的900℃热渣在较低的风渣比下冷却到250℃以下，同时经渣换的空气可作为锅炉的二次风以回收热量。     

基于圆周灰度分布互相关的颗粒转速判别方法

开发了一种基于颗粒圆周灰度分布互相关的计算机算法用于所拍流化床流场图像中颗粒转速的判别。该方法利用数字图像处理技术进行图像中颗粒的识别、筛选和定位,进而根据颗粒的圆周灰度分布在两幅图像中的变化计算颗粒的转速。通过对已知转速和旋转方向的小球的验证实验表明：所提出的转速判别方法能够比较准确地测量旋转轴垂直或近似垂直于拍摄平面的颗粒,并有效地过滤掉其他颗粒的干扰,保证了测量的可靠性。对转速测量的误差进行分析,提出了灰度修正方法以减弱颗粒灰度分布不均对转速测量的影响,指出考虑各因素后,所开发的转速判别方法的误差小于10%。     

焦载体下CH4及CO2气氛对低阶煤流化床热解特性的影响

以新疆润北煤为研究对象,在小型鼓泡流化床上开展了热解实验,结合气相色谱、SEM等表征手段对热解产物及其特性进行了分析,考察了以半焦为热载体不同热解温度条件下CH₄和CO₂气氛对煤炭流化床热解特性的影响。结果表明:由于煤半焦促进了CH₄和CO₂的重整反应,CH₄/CO₂混合气氛下热解产气率与单一气氛相比有所减少,减少幅度随温度和CO₂体积分数提高而增加;同时,热解温度为600 ℃以上时,CO和H₂产率随着CO₂体积分数的提高和温度的升高而明显增加,相应的热解水产率也明显增加;随着温度升高,受CH₄裂解、CH₄与CO₂重整及CO₂与碳的气化等反应的影响,CH₄/CO₂混合气氛下焦油产率有所增加,在热解温度600 ℃左右时焦油产率最高的同时增加幅度也较大;受CH₄裂解反应积碳以及CO₂和半焦的气化反应等过程的影响,CH₄气氛下半焦产率增加,CO₂气氛下半焦产率降低;CH₄/CO₂混合气氛下半焦产率及特性同样有明显的变化,且随热解温度升高变化更大;较低体积分数CO₂（6%）时,CO₂促进CH₄裂解积碳,其影响大于CO₂与碳的气化反应,半焦产率提高且半焦孔隙变小,表面变粗糙;而随着CO₂体积分数提高时（增加到15%）,CO₂与碳的气化作用增强,使得半焦产率反而明显减少且孔隙变大。     

循环流化床锅炉脱硫的工业试验及模型预测

通过在７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉上所进行的试验研究,取得了加石灰石脱硫的动态特性。依据循环流化床锅炉运行特点,对原有的循环流化床锅炉脱硫模型进行了部分改进,成为已建的循环流化床锅炉总体数学模型的一个子模型。运用该模型对循环流化床锅炉炉内ＳＯ２的生成和脱除进行模拟,模拟结果与工业试验结果吻合。模拟结果还揭示了加石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响。     

富氧气氛下煤焦热重试验与模拟

进行了不同氧浓度的O2／CO2气氛与O2／N2气氛下的煤焦热重试验,分析了氧浓度和气氛对煤焦失重反应的影响;进行了煤焦反应的动力学模拟,模拟值与热重试验结果吻合较好。     

低热值气体蓄热燃烧产生高温气体

针对低热值气体蓄热燃烧产生高温气体系统,研究低热值气体的系统贫燃极限、高温气体可达温度及影响因素规律.在搭建的大型低热值气体蓄热燃烧高温气体发生试验系统中,试验研究低热值气体浓度和产生的高温烟气温度、流量之间的关系,探讨启动能量和换向周期的影响.通过实验和能量平衡分析,结果表明,该系统的低热值气体系统贫燃极限接近200 kJ/m3;在系统中燃烧甲烷体积分数为1.2%的低热值气体可连续稳定产生温度高于1 000 ℃的高温烟气,系统热效率大于80%.     

流化床燃烧中煤含灰量对灰渣形成特性的影响

为了研究煤颗粒灰质量分数对煤在流化床燃烧过程中灰渣形成特性的影响,在一台小型流化床反应炉上进行煤的灰质量分数对灰渣形成特性的实验.按煤颗粒的灰质量分数,把义马烟煤分为6个颗粒组,并选用各颗粒组的3个粒径范围的煤颗粒进行燃烧实验,研究煤颗粒的灰质量分数对底渣质量分数、底渣与飞灰中的碳量质量分数和粒径分布的影响.结果表明,随着煤颗粒灰质量分数的增加,燃烧形成的底渣质量分数增加,而煤颗粒的燃尽率和飞灰中的碳质量分数都降低.在粒径和燃烧时间相同的条件下,随着颗粒灰质量分数的增加,底渣中留在本粒径档的颗粒质量分数明显增加,而细颗粒的质量分数明显减少.而颗粒灰质量分数对飞灰的粒径分布没有明显的影响.     

蒸汽活化对天然钙基吸收剂循环碳酸化捕获CO_2的影响

为探明蒸汽活化对钙基CO_2吸收剂活性再生的影响规律,基于热天平系统研究了活化温度、蒸汽浓度、操作频率、碳酸化及蒸汽活化时间以及活化方法对天然钙基吸收剂CO_2捕获性能的影响.结果表明,300~400,℃对天然吸收剂活化效果最优;提高活化水蒸气浓度和频率有利于再生吸收剂碳捕获性能;短时间活化效果低于长时间活化工况;煅烧后水蒸气活化可大幅再生吸收剂活性,而在反应过程中通入蒸汽活化效果不佳;从捕获总量和活化效率考量,高频率短循环方式活化效果更佳.