利用热重分析-X射线衍射分析法研究氧/二氧化碳气氛下石灰石硫化特性

通过TGA-xRD相定量分析联合对石灰石在O2／CO2气氛中的硫化特性进行了实验研究。结果表明,在O2/CO2气氛下,高CO2浓度使石灰石煅烧反应减慢,系统中较长时间内有高活性CaO产生,同时,由于在CaO／CaCO3界面上CO2的产生使CaSO4产物层扩散阻力降低,这两方面因素导致CaO在O2／CO2气氛下较长时间内维持较高的硫化速率,使得石灰石在O2／CO2气氛下可以取得较高的Ca转化率。1000℃为石灰石在O2／CO2气氛下的最佳硫化反应温度。相同硫化工况下,石灰石在O2／CO2气氛下硫化速率和Ca转化率均随CO2分压升高而升高,表明O2／CO2气氛更适合于高温脱硫。     

以煤焦混合物为燃料的循环流化床锅炉SO2排放特性

在工业运行的410 t·h^-1循环流化床锅炉上进行烟煤、70％烟煤＋30％石油焦和50％无烟煤＋50％石油焦的燃烧试验,研究了运行参数对SO₂排放特性的影响。结果表明,3种燃料均能达到良好的燃烧效果,炉内温度场分布均匀。在相同燃烧条件下,不同燃料SO₂排放量与其中的含硫量呈正相关关系。SO₂排放量随温度的升高先减小后增大,存在最佳脱硫温度;随钙硫比的增大而减小;随过量空气系数的增大而减小;随飞灰再循环量的增大而减小。对于不同种类的石灰石,大比表面积和高比孔容积的石灰石对SO₂有较好的脱除效果。考察了燃用不同燃料的最佳温度、钙硫比和过量空气系数,阐述了飞灰再循环和石灰石微观结构在循环流化床锅炉脱硫中的机理和作用,以期对循环流化床的设计和运行工作提供指导。     

不同外水含量下煤粉高压密相输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa的气力输送试验台上进行两种煤粉不同外水含量下的密相输送试验,研究煤粉表面性质和外水含量对流动特性的影响。结果表明：相同外水含量下,年轻煤流动性较好;中等变质煤在初始外水含量（外水M=0.40%）下存在显著的静电效应,外水含量增加,静电效应明显抑制;随着外水含量增大,中等变质煤的质量流量和固气比先略增大后逐渐减小,年轻煤则呈逐渐减小趋势;弯管当量长度系数K与输送气速近似成比例关系,相同气速下年轻煤K值逐渐增加而中等变质煤则先略有减小后急剧增大。通过试验,获得了两种煤粉高压密相输送外水含量的极限值。     

粒煤螺旋输送特性实验研究

在自行设计的粒煤螺旋输送系统上对粒煤的螺旋输送特性进行了研究。结果表明：粒煤的粒径、外水分及螺旋倾角对其输送特性有显著影响。粒煤的平均粒径越大,外水分越小,其输送速率越大;螺旋倾角越大,输送过程中物料的滑移现象越严重,填充系数越大;粒煤的外水分越大,平均粒径越大,输送过程中的填充系数越大。     

高压密相气力输送垂直弯管阻力特性

在输送压力可达4 MPa的气力输送实验台上,进行不同平均粒径煤粉的密相输送实验。从理论与实验两方面研究气固两相流流经弯管的压损随煤粉体积分数以及表观气速的变化规律。结果表明,高压密相输送中煤粉运动造成的能量损失是总压损的主要部分,且总压损随着煤粉体积分数的增加而增加。研究表明,相同质量流量下,随着表观气速的增加,弯管动能压损增加,摩擦压损降低;相同表观气速时,随着煤粉体积分数的增加,摩擦压损增加;固相摩擦系数与煤粉平均粒径及煤粉质量流量无明显关系,随着表观气速的增加略有下降。     

在碱金属催化作用下煤焦与CO2的气化反应

利用固定床实验装置、以CO2作为气化剂，进行煤焦气化反应动力学的研究，分析了碱金属的含量及气化温度对煤焦-CO2气化反应的影响。采用未反应核收缩模型对试验数据进行处理，得到气化反应动力学参数。发现气化温度对煤焦与CO2的气化反应影响显著，碱金属作为煤焦-CO2气化反应的催化剂，能够降低反应过程的活化能，提高反应速率，用未反应核收缩模型能够很好地描述煤焦。CO2的气化反应过程。     

O2/CO2气氛下石灰石脱硫特性的研究

在沉降炉中进行了石灰石的脱硫特性研究.表明用20%O2+80%CO2的混合气体作助燃气时比用空气作助燃气时有较好的脱硫效果,并能减少NOx的排放,是一种新的能同时控制CO2,SO2和NOx三种污染物的好方法.图8参8     

高压浓相粉煤气力输送特性研究

在输送压力可达4.0 MPa、固气比高达740 kg/m3的高压气力输送试验台上，用氮气进行粉煤高压浓相气力输送试验研究。分别在不同的输送差压、风量和压力等条件下进行了输送试验，考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。结果表明，煤粉的质量流量和输送固气比随着输送差压和压力的升高而增大。随着注入速度的增大，输送固气比呈先增大后减小的变化趋势。总风量增大时，煤粉的质量流量随着气体流量的增大而增大。总风量不变时，在固气比的最小值左侧，充压风量的变化对输送参数的影响起主导作用，在固气比的最小值右侧，流化风量的变化对输送参数的影响较大。随着煤粉的输送流量的增大，固气比先增大后减小。     

煤粉外水含量对上出料式发送罐供料特性的影响

在上出料式发送罐密相气力输送实验台上,研究了外水含量对煤粉供料质量流率、固气比以及供料稳定性的影响,获得了内蒙古褐煤的极限供料外水含量和最佳供料外水含量,并结合煤粉流动特性分析,探讨了煤粉极限供料外水含量和最佳供料外水含量的判别方法。结果表明：在初始外水含量为3.3%条件下,在上出料式发送罐壁面以及提升管入口处能够观察到明显的静电放电现象;当外水含量增加至10%时,发送罐内会出现煤粉结拱现象;实验所用内蒙古褐煤的极限供料外水含量在8.7%~10%之间,其最佳供料外水含量大约为4%,在最佳供料外水含量下煤粉供料质量流率和固气比均达到最大值,且供料稳定性最好;当外水含量为供料实验获得的最佳外水含量4%时,煤粉的流动函数达到最大值,同时黏附力达到最小值,煤粉的流动性也达到最佳。在外水含量由8.7%增加至10%的过程中,煤粉流动性由容易流动区域转为有黏性区域,流动性变差。当外水含量为10%时,煤粉处于有黏性区域,流动困难。与供料实验相比,通过剪切实验获得煤粉的流动函数和黏附力,可以作为工业应用中初步判别煤粉极限供料外水含量和最佳供料外水含量的便捷方法。     

城市污泥流化床燃烧过程中气态污染物排放特性

在6kW_th鼓泡流化床实验台上进行了城市污泥的燃烧实验,研究了烟气再循环气氛和空气气氛下燃烧温度、过量氧气系数、二次风比率对气态污染物排放特性的影响。研究结果表明：燃烧温度升高,NO排放浓度明显升高,SO₂排放浓度亦呈上升趋势;过量氧气系数提高,NO排放浓度呈显著上升趋势,SO₂排放浓度则呈下降趋势;增大二次风比率,NO排放浓度呈现先降低后升高的趋势,但总体减排效果并不明显,SO₂排放浓度出现少量增长;烟气再循环工况下,NO排放浓度随燃烧温度和过量氧气系数变化的趋势与空气气氛燃烧时一致;烟气再循环率从0增加至1,NO排放浓度明显下降;烟气再循环率达到较高值后,NO排放浓度随之提高而降低的趋势减弱;烟气再循环率逐渐升高过程的前期,烟气中CO浓度出现显著升高;再循环率超过0.3后,CO浓度在一定范围内波动,不再升高。