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褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究

褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究
褐煤低温热解及半焦燃烧、成浆特性的试验研究

煤粉热解特性实验研究

第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号:0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号:TQ 530文献标识码:A 学科分类号:470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1,李润东1,李爱民1,李延吉1,姜秀民2 (1.沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所,辽宁省沈阳市 110034; 2.上海交通大学机械与动力工程学院,上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要:利用热天平,以高纯氩气为气氛气体,研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明,不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段,在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃,各样品的失重特性无明显区别。400~980℃,粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在,随着升温速率的提高,挥发分的初析温度降低;热 基金项目:国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051);辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051).解最大失重速率增大,达到最大失重速率的温度升高,煤粉的热解特性指数D值增大,即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外,在10℃/min加热条件下,对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性,发现挥发分含量接近,而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词:煤粉;热解特性;颗粒粒度;热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程,对煤粉着火有极大的影响,也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性,因此影响煤热解的因素繁多,如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面,将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12]),美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法,研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响,由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG),准噶尔(ZGE)煤,经过碾磨,不进行筛分制成细化和超细化煤粉,原煤的煤质分析数据见表1。

生物质燃料的燃烧特性

生物质燃料的燃烧特性 目前,生物质最主要的利用方式就是生物质燃烧。研究生物质燃料的组成成分,了解其燃烧特点,有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。从刘建禹、翟国勋等[20]对生物质燃料特性的研究可以发现,生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异。从化学的角度上看,生物质属于碳氢化合物,含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于褐煤中的含碳量。因此,生物质燃料不抗烧,热值较低;若生物质燃料中含氢量变多,挥发分就明显增多。生物质燃料中的碳元素多数和氢元素结合成小分子的碳氢化合物,燃烧需要长时间的干燥,在一定的温度下热分解而析出挥发物。所以,生物质燃料易被引燃,燃烧初期,烟气量较大;生物质燃料含氧量明显地多于煤炭,它使得生物质燃料热值低,但易于引燃;生物质燃料的密度小于煤炭,其质地较疏松,特别是农作物秸杆和一些粪类,因此生物质燃料易于燃烧和燃尽,但其热值较低,发热量小,灰烬中残留的焦碳量少于燃烧煤炭;生物质燃烧排放烟气中硫氧化物和氮氧化物含量较少,故对环境的污染将小于燃烧煤炭等化石燃料,燃烧时无需设置控制气体污染装置,从而降低了成本,这也是生物质优于化石燃料的一方面[22]。生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的燃烧和残余焦炭的燃。 本文有宇龙机械整理。 4 烧,其主要燃烧过程的特点是[23]: (1)生物质水分含量较多,燃烧需要较长时间的干燥,产生的烟气量较大,排烟造成热损失较高; (2)生物质燃料的密度较小,结构比较疏松,燃烧时受风面积大,较易造成悬浮燃烧,容易产生一些黑絮; (3)由于生物质热值低,发热量小,在锅炉内比较难以稳定的燃 烧; (4) 由于生物质挥发份含量高,燃料着火温度较低,一般在250℃ ~350℃温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧,此时若空气供应量不足,将会增大燃料的化学不完全燃烧损失; (5)挥发份析出燃尽后,受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响,焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃尽困难,如不采取适当的必要措施,将会导致灰烬中残留较多的余碳,增大机械不完全燃烧损失。 生物质燃烧利用现状 涂装生物质燃烧机第一品牌-淳元将陆续为你带来行业新资讯。 生物质是全球应用最广泛的可再生能源,自从远古时代人类开始使用这种能源。人们主要是将生物质进行燃烧,其产生的热能可以用于做饭,取暖等日常生活;或者将生物质进行厌氧发酵生产沼气,也可以用来替代生物质能源,尤其是在发展中国家[20]。我国是一个发展中的农业大国 ,生物质资源十分丰富,每年农作物秸秆产量达几亿吨。生物质是唯一可转化成可替代常规液态石油燃料和其他化学品的烧,其主要燃过程的特点是[23]:(1)生物质水分含量较多,燃烧需要较长时间的干燥,产生的烟气量较大,排烟造成热损

半焦孔隙结构的影响因素

第36卷第4期2005年7月 锅 炉 技 术 BOIL ER T ECH NO L OGY Vol.36,No.4 Jul.,2005 收稿日期:20040712 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目子课题(G199902210532) 作者简介:周毅(,男,东南大学动力工程系硕士研究生。 文章编号: CN311508(2005)04003405 半焦孔隙结构的影响因素 周 毅, 段钰锋, 陈晓平, 赵长遂, 吴 新 (东南大学动力系洁净煤发电与燃烧技术教育部重点实验室,江苏南京210096) 关键词: 部分气化;半焦;孔隙结构;喷动流化床 摘 要: 用氮气等温吸附(77K)方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET 比表面积,并通过BJH 法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布。根据测试结果,从气化操作条件、半焦颗粒粒径、半焦工业分析3方面分析了影响半焦孔隙结构的因素。常压喷动流化床气化中,挥发分析出或热解对半焦孔隙的生成和发展起到主导作用;而加压气化过程中,炭发生的气化反应对半焦孔隙的生成和发展有更加重要的影响。实验中发现在一定的气化工况下,煤焦存在一个合适的颗粒尺寸范围,能形成比较大的孔比表面积和孔容积,有利于增强煤焦的气化反应。 中图分类号: T Q 534 文献标识码: A 1 前言 第二代增压流化床联合循环发电技术采用了煤的部分气化,将产生的中低热值煤气用于提高烟气轮机入口的燃气温度,而煤部分气化后的半焦则送入PFBC 锅炉中燃烧。它克服了第一代增压流化床联合循环系统中燃气轮机入口温度低的弱点,使系统净发电效率可望达到45%~47%[1],从而实现电站较高的整体发电效率。半焦作为煤部分气化后的产物,与原煤相比在表面形态、内部结构及化学组成上都有很大的不同。孔隙结构是半焦物理结构的主要部分,其内表面积和孔隙的大小直接决定了半焦的吸附特性和反应速率,对气化和燃烧过程都有显著的影响。因此,对半焦的孔隙特性进行相关的研究,无论在半焦研究的基础理论方面还是在半焦的实际应用过程中,均具有重要的地位。许多研究者对气化和燃烧过程中煤焦的孔隙结构作过研究,但煤焦结构的复杂性 也限制了该研究的深入开展。本文从工业化和半工业化的部分气化炉中取得半焦样品,测定了其比表面积、孔比表面积、孔径和孔容等参数,并对这些参数的影响因素作了详细的分析和探讨。 2 实验部分 2.1实验样品 本实验的样品主要分为两大系列:加压系列(PC 、2-PC)与常压(A C)系列。每个系列中又包括2个种类:原煤和半焦,其中加压系列的半焦又分别取自初始气化的非稳定过渡工况(PC 系列)和稳定6h 后的稳态气化工况(2-PC 系列)。加压系列的样品来自东南大学热能研究所热输入2MW 增压喷动流化床(PFG)多功能热态实验台;常压系列的样品来自南京某厂常压喷动流化床煤气炉。煤样都是徐州烟煤,其工业分析和元素分析见表1,半焦是煤气炉在表2所示运行工况下取得。 表1 常压、加压气化用原煤的工业分析和元素分析 % 煤 样 工业分析(空干基) 元 素 分 析 A FC V M C ad H ad O ad N ad S ad 加压气化用煤22.9945.8728.94 2.2060.46 4.128.72 1.110.40常压气化用煤 25.36 46.25 26.11 2.29 56.54 3.71 8.31 0.87 0.48

国内外褐煤利用现状

电站锅炉掺烧褐煤结焦特性实验研究 中国电力工业自改革开放以来呈现迅猛发展的趋势,尤其近年来,我国电力工业发展迅速,燃煤电厂越来越多,火力电站的装机容量也越来越大,单机容量已经由70年代的以100~200MW为主力机组发展到了现在以300~600MW作为主力机组。预计到本世纪末,火力发电用煤量约占据原煤消耗的1/3,每年耗煤量达5亿5000万吨左右。尽管如此,燃煤发电仍然占据电力行业的主导地位,而且在未来可预见的时间内仍然难以根本扭转。 中国处于世界上最大的煤炭生产和消费国的地位,同时也是世界上唯一一个几乎以煤为主的能源消费大国。煤炭消耗约占我国一次能源消费总量的70%,而且其中50%左右的原煤应用于燃烧发电。根据中国电力企业联合会统计,2013年我国火电供电平均煤耗量为321克每千瓦时,燃煤发电的整体效率已经接近世界先进水平,但是随着我国燃煤发电装机容量及其年发电量的迅猛增长,呈现了以烟煤和无烟煤为主的动力煤储量逐年减少的现状,从而不得不面临优质煤炭资源难以满足我国国民经济长期而且稳定发展的问题。因此,从节约能源及经济性方面考虑,电厂已经逐步开始开展混煤掺烧技术,即将一种或多种非标准煤与设计煤种混合,从而供应于燃煤锅炉。 此外,我国褐煤资源丰富,到1995年年底,我国已探明的褐煤保有储量为1303亿吨,占全国煤炭储量的13%【1】。但是褐煤在燃烧发电的应用方面远远地落后于烟煤和无烟煤等优质动力煤,考虑到国内绝大多数电厂对设计煤种的要求,同时随着混煤掺烧技术的发展,决定进行掺烧褐煤来解决电厂用煤紧张,锅炉机组的安全、稳定、经济运行的问题,同时实现对品质相对较差的褐煤资源的充分利用。然而褐煤具有高灰分、高挥发分、灰熔点低等煤质特性,不得不考虑掺烧褐煤对电站锅炉结焦特性的影响以及对燃烧特性的影响。

褐煤、喷吹煤指标

灰分Ad(%)15-35,发热量 Qnet.ar kcal/kg2700-3500,全硫St.d(%) <0.5,挥发分Vdaf(%)≤46, 注:本参数只供参考,实际执行中可根据用户需求调整。 褐煤 ,一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤,质量指标随井下采面条件而变化,存在一定的不确定性。褐煤:为半暗半亮型,易点燃,燃烧彻底,灰呈粉状,易排出,属优质褐煤。具有低硫、低磷、高挥发分、高灰熔点的“两高两低”显著特点。是火力发电厂、沸腾炉理想的燃料。 二、钢厂用喷吹煤 1.1灰分% 灰分是有害成分。喷入高炉的煤粉的灰分转变成炉渣,不仅增加石灰石的消耗,又增加吨煤渣量,使焦比升高。喷吹煤的灰分越低越好。喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2%,即钢厂的焦炭灰分为13%,则喷吹煤的灰分应不高于11%。 1.2硫分% 硫分也是一种极为有害的物质。喷吹煤粉中硫影响生铁和钢的质量(钢铁中含硫大于0.07%,就会使之产生热脆性而无法使用)。为脱去钢铁中硫,就须在高炉和炼钢炉中多加石灰石,致使成本升高,生产能力下降。硫分越低越好。喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2%,即钢厂焦炭硫分为0.8%,喷吹煤硫分应不高于0.6%。 1.3发热量 固定碳含量越高,挥发分含量越低,在风口前燃烧时放出的热量越多。喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原剂CO、H2等来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。发热量越高越好。在高炉内放出的热量越多,置换比越高。 1.4可磨性 它反映煤的耐磨特性。可磨指数越大,越易粉碎,磨煤机出力越大,电耗越小,粉煤加工成本越低。但可磨指数大于90时,在磨机内会有粘结现象。实践证明,喷吹煤可磨指数为70-90时为最佳。

褐煤燃烧特性

褐煤燃烧特性 中国煤炭分类,首先按煤的挥发分,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤;对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类;烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 一、燃煤产生烟尘的主要因素: 煤燃烧产生的烟有两种:一种是煤粉太细,直接被风力带出形成黑烟,这种情况较少;第二种是煤的挥发分高,还没有完全燃烧,就变成烟尘飞出去了,变成黑烟。 在燃烧制度和操作规程没有改变时,在设计燃用烟煤的锅炉燃烧褐煤或部分掺烧褐煤,与设计用煤偏差较大, 发热量低, 入炉煤的灰分、水分均高于设计煤种, 更由于炉膛截面积相对较小,在锅炉输出热功率相同时的烟气量相对大, 导致炉膛烟气速度相对高,造成燃烧不充分,形成黑烟。 二、褐煤主要特性: 1)热值低, 一般收到基低位发热值Qn e.t ar为8 370~ 16 750 kJ/kg, 即2 000~ 4 000 kcal/kg, 蒙东褐煤大致为3 000~ 4 200 kcal /kg。在锅炉保持同样蒸发量的条件下, 褐煤的燃料消耗量要比烟煤更多。由于褐煤热值低, 相同负荷下, 相比燃用烟煤其煤耗会增大。如果总燃煤量不增大, 锅炉出力可能相应降低。 2)水份大, 一般收到基水分Mar为20~ 40%,蒙东褐煤为28~ 32% 左右。在制粉系统中不易被干燥, 要求干燥介质的输入热量更高一些。 3)挥发份高, 一般干燥无灰基挥发分Vdaf为40~ 60% , 蒙东褐煤为45% 左右, 容易着火燃烧,但也容易引起堆放自燃;褐煤中挥发分析出温度点低,前期燃烧迅速,着火前移相对较多;同时,由于烟气量的增大,导致烟气流速增大,使得煤粉颗粒与碳颗粒在炉内停留时间减少,致使褐煤不充分燃烧,加剧污染物排放浓度; 4)易结渣, 一般灰渣软化温度t2 比较低, 蒙东褐煤t2 为1200e 左右; 褐煤的煤灰成分中多数表征为A l2O3 含量偏低、C aO偏高, 灰熔点及灰特性表征褐煤大多为易结渣煤种。 三、改善措施 1、燃料对锅炉的适应性

CO2对褐煤热解行为的影响

文章编号:0253?2409(2013)03?0257?08  收稿日期:2012?10?15;修回日期:2012?12?26三  基金项目:国家自然科学基金(21106173);中国科学院战略性先导科技专项(XDA 0705100);中国科学院山西煤炭化学研究所青年人才基金(2011SQNRC 01)三  联系作者:房倚天,研究员,Tel /Fax :0351?2021137,E?mail :fyt @https://www.doczj.com/doc/429554187.html, 三  本文的英文电子版由Elsevier 出版社在ScienceDirect 上出版(http ://https://www.doczj.com/doc/429554187.html, /science /journal /18725813)三 CO 2对褐煤热解行为的影响 高松平1,2,3,赵建涛1,王志青1,王建飞1,2,房倚天1,黄戒介1 (1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原 030001; 2.中国科学院大学,北京 100049; 3.太原工业学院,山西太原 030008) 摘 要:利用热天平和快速升温固定床进行了CO 2气氛下褐煤热解特性的研究,考察了CO 2对半焦的产率和气体产物分布的影响三通过对半焦的比表面积二孔结构二官能团和元素含量的分析,确定了CO 2对煤热解过程的影响机制三CO 2对新生半焦的气化反应破坏了含氢的半焦结构,一方面,促进了羟基二甲基二亚甲基等基团的断裂和苯环的开裂;另一方面,减弱H 与其依附本体的结合,增加了氢的流动性,引发了更多的氢自由基生成三这些氢自由基与煤大分子断裂生成的碎片自由基结合生成更多的挥发分,使半焦有较大的比表面积二孔容和开孔率三CO 2的引入促进了煤的热解和挥发分的生成,增大了H 2二CO 二CH 4和C 2H 6等小分子烃类物质逸出,降低了半焦的产率三关键词:CO 2气氛;热解行为;半焦性质中图分类号:TQ 530.2 文献标识码:A Effect of CO 2on pyrolysis behaviors of lignite GAO Song?ping 1,2,3,ZHAO Jian?tao 1,WANG Zhi?qing 1,WANG Jian?fei 1,2,FANG Yi?tian 1,HUANG Jie?jie 1 (1.Institute of Coal Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Taiyuan 030001,China ; 2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China ; 3.Taiyuan Institute of Technology ,Taiyuan 030008,China ) Abstract :The pyrolysis of Huolinhe lignite under CO 2atmosphere was carried out in a thermobalance and a fast heating?up fixed bed reactor.The distribution of gases ,char yield and its property such as element ,surface structure ,FT?IR spectra were analyzed.By this ,the effect of CO 2on the pyrolysis behaviors was studied.The results show that CO 2gasification of the nascent char ,which destroys the hydrogen?containing char structure ,not only promotes cracking of benzene ring and fracture of hydroxyl ,methyl and methylene groups etc.,but also weakens the interaction between H and char matrix and increases the H fluidity ,leading to the increase in the generation of H radicals.These H radicals can combine with other free radical fragments generated from fracture of the coal macromolecules to produce more volatiles.This will produce the char with a high specific surface and high pore volume and porosity.The introduction of CO 2promotes the coal pyrolysis and generation of volatile ,resulting in decrease in char yield and increase in the evolution amount of H 2,CO ,CH 4and other small molecules hydrocarbons. Key words :CO 2atmosphere ;pyrolysis behaviors ;char property 煤气化技术是煤炭洁净利用和高效转化的重要途径之一,由热解和气化两步构成三作为煤气化过程的第一步,煤的热解过程对煤的气化过程会产生重要的影响,例如热解制得的半焦活性影响煤气化的反应性,热解产品气影响煤气总量二煤气组成和煤气的热值等三因此,研究煤的热解过程,特别是研究在煤气气氛下煤的热解机理对提高煤炭洁净利用和高效转化有重要的意义三在高温热解条件下,反应气氛不仅可以与热解得到的新生半焦二挥发分发生作用,而且反应气氛间也可能相互作用,这些都导致 煤的热解过程变得复杂,进而影响到热解产物的分布以及半焦的性质三因此,反应气氛能显著地影响煤的热解过程三 关于CO 2气氛下煤的热解,前人已经作了一定 研究三与惰性气氛相比,CO 2气氛下,半焦产率下降二气体产率增加,干馏气中H 2和CH 4的体积分数降低,CO 含量明显增加[1]三Duan 等[2]研究了烟煤在CO 2气氛下热解,得出热解温度700~1000℃, CO 2气氛下挥发分产率比N 2气氛下的高,煤热解和CO 2气化反应同时反生三Messenb?ck 等[3]研究第41卷第3期2013年3月 燃 料 化 学 学 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.3Mar.2013

(完整版)花生壳生物质热解特性研究毕业设计

毕业论文 学院:材料科学与工程学院 专业年级:08级高分子二班 题目:花生壳生物质热解特征研究 指导教师:杨素文博士 评阅教师: 2012年5月

摘要 生物质能是重要的可再生资源之一,而热解是未来最有前景的生物质利用方式之一。通过对生物质的热解动力学研究,可以获得热解反应动力学参数,对于判断热解反应机理和影响因素以及优化反应条件具有重要意义。利用热分析仪,在氮气气氛下,采用不同升温速率对花生壳热解行为进行了研究。通过热重分析实验了解生物质受热过程中的基本变化规律及其影响因素,结果表明,随升温速率的增大,达到最高热解速率时所对应的温度也越高,且升温速率越高热解越快,达到相同热解程度所需的时间越短。通过热重曲线研究花生壳的热解动力学,求出动力学参数。 关键词:生物质, 热解、热重分析,动力学 ABSTRACT Biomass energy is one of most important renewable energies. Paralysis is one of most promising methods of biomass utilization in the future. Study on biomass paralysis kinetics which can obtain paralysis kinetic parameters is of great important significance toward judging paralysis mechanism and influence factors and optimizing reaction

医疗废物典型组分的热解特性研究

硕士学位论文 论文题目 医疗废物典型组分的热解特性研究 作者姓名苏鹏宇 指导教师岑可法教授 马增益副教授 学科(专业) 工程热物理 所在学院机械与能源工程学院 提交日期 2005年1月

Study on Pyrolysis Characteristics of Typical Components in Medical Waste Candidate: Su Pengyu Supervisor: Professor Cen Kefa Associate Professor Ma Zengyi Thermal Physics Engineering Clean Energy and Environmental Engineering Key Laboratory of Ministry of Education Institute of Thermal Power Engineering Zhejiang University, Hangzhou, China Jan.2005

学号 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:签字日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名:导师签名: 签字日期:年月日签字日期:年月日 学位论文作者毕业后去向: 工作单位:电话: 通讯地址:邮编:

煤炭燃烧特性指标

煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的,反之,也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时,不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性,也随着煤炭燃烧方式的不同而异,并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响;后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等,以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时,都会出现胶质体,呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的,因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度,经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时,考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的,在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤,在表面温度达到320~350℃以前,颗粒的形态变化一般觉察不到,只

有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350~420℃时,可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜,表面上也逐渐失去原来的棱角,这层膜就是胶质体。当温度为500~550℃时,一方面因颗粒内部温度升高,使胶质体层向内层发展,以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦,即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成,但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续,胶质体的发展和体积的膨胀,半焦外壳出现裂口,胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展,流出的胶质体被蒸干转变为半焦,直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示:试验证明软化温度越低的煤种,挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp(对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度)和再固化温度TK(呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度)都是表明煤炭流变特性的指标,同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段

660MW超临界褐煤锅炉技术特点

660MW超临界褐煤锅炉技术特点 内蒙古上都发电有限公司660MW机组的锅炉由哈尔滨锅炉厂生产的HG—2141/25.4一HM型超临界直流锅炉。着重分析了本台锅炉在蒸汽参数选择、变压运行、螺旋管圈水冷壁、内置式汽水分离器和燃烧系统5个方面的技术特点。 标签:锅炉超临界变压运行螺旋管圈水冷壁内置式汽水分离器 1 设备介绍 锅炉为变压运行、一次中间再热、平衡通风、墙式切圆燃烧、π型布置、全悬吊结构、超临界参数直流锅炉。锅炉炉膛断面尺寸为20402×20072mm。炉膛55748mm以下采用水平倾角为18.736°的螺旋水冷壁(488根),螺旋管通过中间集箱转换成垂直管屏(1468根)。锅炉采用内置式汽水分离器,锅炉燃烧采用墙式切圆燃烧方式,燃烧器布置在水冷壁墙上,在炉膛内形成一个¢10900mm旋转圆火焰。每只燃烧器中设有点火油枪,所用燃油为0号或-35号(冬季)柴油。过热蒸汽温度靠一、二级减温水进行调节,再热蒸汽温度靠锅炉尾部竖井烟道的烟气挡板进行调节,再热器同时配有事故喷水。锅炉配备7台HP碗式磨煤机、7台皮带式给煤机,采用正压、直吹式制粉系统。锅炉风烟系统配备动叶可调轴流式送风机、引风机和一次风机各2台,2台三分仓回转式空气预热器。 2 锅炉特点 2.1 超临界压力蒸汽参数选择 ①过热蒸汽压力:超临界参数锅炉过热蒸汽压力在设计上采用25.4MPa。②过热蒸汽温度:过热蒸汽温度在设计上采用571℃。③再热蒸汽温度采用569℃。 2.2 变压运行设计 锅炉按变压运行要求设计,不仅能带基本负荷,也能满足快速变动负荷和低负荷的要求,低负荷时有较高的热效率,其运行特点有以下几方面。①锅炉压力随机组负荷变化,部分负荷运行时蒸汽流量减小、比容增大,使得蒸汽容积流量随负荷变化而变化的幅度不大,因此机组效率在负荷变化时可以基本保持不变。②低负荷运行时,过热汽温保持在额定值,压力降低,高压缸排汽焓值增加,再热汽温可调范围增加,提高了低负荷时的机组效率。③在部分负荷运行时,锅炉压力降低,锅炉给水泵出口压力也较低,可降低给水泵电耗。在50%负荷时,给水泵电耗只有额定负荷的40%~50%。④负荷变化能力提高。由于高压缸内温度几乎不随负荷而改变,产生的热应力也小,因而能提高负荷变化能力。 2.3 螺旋管圈水冷壁 ①直流锅炉水冷壁的设计难以兼顾炉膛周界尺寸与通过水冷壁足够的质量

哈锅褐煤锅炉设计技术介绍

哈锅煤粉锅炉介绍 哈锅褐煤锅炉设计 技术介绍 2015年1月

2 主要介绍内容 ◆国内外褐煤锅炉技术现状◆哈锅褐煤锅炉技术发展◆哈锅褐煤锅炉主要产品◆褐煤锅炉设计主要特点 哈锅褐煤锅炉技术介绍

3 公司简介 哈尔滨锅炉厂有限责任公司(简称哈锅)成立于1954年,是国内生产能力最大、最具规模的发电设备制造企业之一,首批国家一级企业。1994年经股份制改造组建成具有现代企业制度的上市公司,是国家大型企业集团——哈尔滨电站设备集团公司成员之一,是中国电力联合会理事单位。 哈锅以设计制造50MW~1000MW火力发电锅炉为主导产品。自1954年建厂以来,国产首台35t/h、75t/h、130t/h,220t/h、410t/h、670t/h、2008t/h及350MW 超临界,600MW超超临界,1000MW超超临界等电站煤粉锅炉产品均在这里诞生;另外还成功研制出国产首台50MW、100MW、135MW、200MW、300MWCFB锅炉。 截止2014年6月,已累计生产电站锅炉1282台、合计容量为2.78亿千瓦,约占国产火电装机容量的35%,并设计制造了各种不同容量和布置方式的锅炉、汽轮机辅机1000余台,装备在全国200多个电厂,产品质量居全国首位,部分产品出口到俄罗斯、土耳其、巴西、印度等20多个国家和地区。

4 国外现状: 德国:拥有世界上最大的褐煤锅炉,为安装于Niedrau βem 电厂的1000MW 超超临界褐煤锅炉,锅炉采用塔式布置、单切园燃烧、正方形炉膛、主汽压力为26.5MPa 。另外,其他容量的锅炉如Lippendorf 940MW 锅炉、Frimmerdorf915MW 和Schwarze Pumpe 的815MW 锅炉。 美国:美国在六、七十年代生产了容量为500~800MW 的褐煤锅炉,但多数为亚临界控制循环和自然循环,也有少量为超临界直流锅炉,因生产年代久远,无论锅炉设计和蒸汽参数均已落后,部分项目已经拆除。 澳大利亚:澳大利亚煤炭资源丰富,但大多数为高水分烟煤,也有一些水分比较大、热值比较低的褐煤,这些锅炉主要为日本公司设计制造,而且多数在70、80年代,容量为600MW 等级、参数为亚临界、自然循环,蒸汽温度为540/540℃,而且机组的效率比较低、煤耗量比较大,已远远跟不上电力技术的发展。

印尼褐煤锅炉制粉系统选型研究(谷风资料)

印尼褐煤锅炉制粉系统选型研究 【摘要】通过对印尼代表煤种煤质特性的分析,提出了适应印尼煤种的制粉系统的方案,并对方案进行了分析比较,最后对制粉系统的安全性进行了详细的分析。 【关键词】印尼煤制粉系统安全性 1印尼煤质的特点及分析 1.1印尼煤炭资源特点[1] 印尼全国共有煤炭资源约为505亿吨,约94%的煤炭资源储于苏门答腊和加里曼丹,目前已探明的可采储量约52.2亿t。印尼主要以生产褐煤为主,印尼褐煤、次烟煤和烟煤的所占比例分别为59%,27%和14%,无烟煤比例不足0.5%。 印尼的含煤地层属第三纪的始新世到上新世。烟煤和次烟煤为始新世和中新世,而褐煤通常为中新世,煤层厚度从0.3m以下到70m,通常为5 ~ 15 m,特厚层为劣质煤,埋藏较浅,倾角较缓,煤质较硬,围岩较软,涌水量不大,瓦斯含量较低。印尼主要的煤田有翁比林煤田和武吉阿桑煤田。翁比林煤田位于苏门答腊中央山区,面积155 km ,地质年代属第三纪。武吉阿桑煤田位于苏门答腊南部,属第三纪晚期煤田。2004年,位于印尼东加里曼丹、南加里曼丹和苏门答腊的35座煤矿生产烟煤和次烟煤。印尼煤炭几乎全部由露天矿生产,只有两三座小型的井工矿。表1列出了印尼主要煤炭公司的代表性煤质参数。 表1 序号煤种全水分Mt 工业分析Q net,ar 空干基水分M ad干燥基灰分A d干燥无灰基挥发分V daf MJ/kg kcal/kg 1 气煤7.8 3.64 4.83 47.61 27.5 2 6580 2 气煤7 3.58 2.4 47.78 29.0 3 6940 3 长焰煤19. 4 15.17 0.92 49.59 26.09 6240 4 长焰煤18.0 12.0 4.9 54. 5 23.48 5617 5 长焰煤13.0 6.5 6.4 45.7 27.3 6 6545 6 长焰煤9.8 6.8 16 54.5 24.52 5860 7 褐煤29.5 24 8.8 54.19 15.69 3750 8 褐煤30.4 26.29 13.35 53 14.67 3510 9 褐煤33.4 23.76 3.24 52.72 16.59 3970 10 褐煤25.0 14.5 1.2 51.5 17.40 4163 11 褐煤23.0 14.5 9.7 52.7 16.78 4014 12 褐煤35.0 23.0 5.1 52.0 17.73 4242 13 褐煤26.0 18.0 5.4 54.5 21.03 5031 14 褐煤21.0 11.5 6.8 40.0 18.93 4529 从表1中还可以看出,印尼褐煤的水分高,其全水分基本都在30%左右,其空气干燥基水分也大多在24%~26%,但灰分和硫分均不高,其干燥基灰分仅在3.2%~8.8%,最高的也仅16.0%,硫分最低的为0.16%,最高的为0.77%,干燥无灰基挥发分则均在50%以上,相当于中国云南省境内的年轻褐煤,因而印尼褐煤也属于低灰低硫煤。 印尼气煤的发热量最高可达27.2MJ/kg以上,灰分低至5%以下,硫分也小于0.5%,挥发分45%以上,是较为理想的动力用煤。 印尼的长焰煤的发热量稍低于其气煤而仍明显高于褐煤,其发热量在24.5~30MJ/kg以上,尤其是表1中第3种煤的灰分比木炭还低,灰分在1%以下,发热量在6000kcal/kg以上,可以说如此优质的

半焦的活化及其孔隙结构研究

半焦的活化及其孔隙结构研究 史磊,张秋民,赵树昌 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连 (106012) E-mail:shilei98@https://www.doczj.com/doc/429554187.html, 摘要:利用固体热载体快速连续实验装置制备低温半焦,并利用管式电热炉以CO2为活化气体,在高温下制备活性焦,使用N2吸附法测定不同热解温度下半焦和活性焦的比表面积、孔径分布的变化规律。结果表明,在快速热解阶段半焦比表面积变及孔隙结构与原煤相比略有增加;活化后的半焦,比表面积增大132倍,孔隙结构发达,以中孔为主;活化反应中,温度为主要影响因素,时间次之,气体流量对活化反应影响较小。CO2在半焦活化反应中主要促进中孔的形成。 关键词:快速热解,半焦,活化,CO2 中图分类号:TQ530.2 1.引言 半焦是煤在较低温度(低于700℃)下热解的固态产物,研究表明半焦的孔隙结构是影响其燃烧与气化过程及吸附性能的重要因素[ 1~3 ]。半焦的孔隙结构受煤自身特性和热解条件的影响。其中,热解速率和热解温度是两个重要因素[ 4~5 ]。如果热解温度继续升高到1000℃左右,半焦会继续分解,产生大量气体产物,残留的固体部分不断收缩形成焦炭。半焦与焦炭相比,未热解完全,具有相对发达的微孔结构及一定的中孔结构,对污染气体,及废水中的酚类等有一定的吸附性能,但未经改性的半焦的吸附能力不及普通活性炭,需要对其进行物理、化学改性以提高其吸附性能。近年来,随着中国经济的高速增长,对环境保护的要求越来越高,用于废气、废水处理等方面的活性炭用量不断增加,但活性炭价格偏高,而活性半焦成本较低,作为活性炭的替代产品应用于烟气脱硫、工业废气废水处理等领域,则将大大降低企业的环保成本。因此,进行活性半焦的研究有理论意义和实际意义。 2.实验部分 实验用半焦是神木烟煤、小龙潭褐煤快速热解所得。半焦制备是在固体热载体法快速热解实验装置上完成的,流程见文献9。主要设备有混合器、反应槽、加热提升管、集合槽和油冷凝回收系统等。实验在510℃进行。 2.1 半焦的活化 半焦的活化装置,见图1。共有俩部分组成,CO2气体预热炉和固定床半焦活化炉,气体经预热炉预热后直接进入活化炉活化,然后由顶部排出。

循环流化床燃褐煤运用

科技论坛 循环流化床锅炉燃用褐煤运行技术研究与应用 谢骏毅 (哈尔滨华能集中供热有限责任公司,黑龙江哈尔滨150000 )近年来,随着环境问题日益恶化、能源问题的不断加剧,各种新型节能系统应用成为锅炉行业探索的重点。循环流化床锅炉作为一种清洁燃烧技术在国内得到广泛应用,从2006年开始,我国多地工业生产中都相继采用循化硫化床锅炉作为主要的燃烧设备。循环流化床锅炉是以褐煤为主要燃料的设备类型,而燃用的褐煤具有超高 发分、 水分,低灰分、中硫的煤种,其在燃烧中着火点低,是一种容易燃烧的易燃烬煤种。在此之前,由于我国不具备大型的循环流化床锅炉,在工业生产工作中工作效率低,造成环境影响较高,因此为了更好的发挥锅炉燃烧效率,降低锅炉污物排放量,就不得不对锅炉系统进行改进。高调峰能力和对高燃料的适应性,是通过引进国外先进的技术和系统方式来对国内锅炉系统进行优化,优化国内锅炉的运行方式和技术是提高工业企业生产效率的基础。 1锅炉简介 在我国,循环流化床锅炉应用较晚,是近十几年来,才得到迅速发展的一项低污染清洁燃烧技术,由于其低污染、高功率的系统运行模式受到各个行业的关注。煤炭能源充分利用和发挥是锅炉工作效率衡量的关键,褐煤是一种煤化程度较低的矿产煤,是介于泥炭与沥青之间的地基煤,其在燃烧和应用中,化学反应性能强,但是在空气中容易硬化和不易储存等缺陷严重影响着锅炉运行效率。锅炉主 要是由炉膛、 高温绝热分离器、自平衡“U ”形回料阀、外置床和尾部对流烟道组成。在国际上被广泛的应用在发电站、工业生产、公路施工和各种废弃物的处理领域中。 1.1组成方式 随着煤炭市场的不断好转,锅炉组成方式日益完善,但是受到市场条件限制,循环流化床锅炉燃烧系统就显得格外重要。锅炉是采用单锅筒,自下而上,依次为一次风室、密相床、悬浮段,尾部烟道;自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构,两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敖管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙,由八根钢柱承受锅炉全部重量。 1.2燃烧系统 锅炉在工作中采用的是单筒锅自然循环方式,总体上是通过前后两段分布两个竖井为进行工作,前部竖井为主要的总吊结构,四周有膜式水冷壁组成。在燃烧中燃用褐煤,是通过床下点火进行分级燃烧,这样能够对一次风进行良好的应用,并且对飞灰循环系统的应用率低,在中温条件下灰渣的分离和排除效率高。在褐煤燃烧中原煤采用两级破碎机破碎系统制备,原煤破碎后进人炉前煤仓。破碎后的细煤粒通过两级给煤系统送入炉膛,然后在侧壁设置一次风的播煤风,在燃烧的过程中通过加入石灰石来提高炉膛内部的硫燃烧。一次风通过布风板进入炉膛,主要是用来提高燃烧效率和燃烧效果。作为一次燃烧用风,二次风分两级送人炉膛,是实现分级燃烧和降低一氧化氮的产生和排放量。 当固体颗粒中有流体通过时,随着流体速度逐渐增大,固体颗粒开始运动,且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大,当流速达到一定值时,固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等,每个颗粒可以自由运动,所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象,这种现象称为流态化。 高效旋风分离器将离开炉膛的固体粒子捕获下来并储存于回料阀。一部分通过回料阀直接送人下炉膛维持主循环回路同体粒子 平衡;另一部分通过水冷锥形阀进人外置式换热器放热后被送人炉 膛。分离后含有少量飞灰的烟气进入尾部竖井,经空气预热器和静电除尘器由烟囱排人大气。 2燃烧调整试验 在循环流化锅炉的设计中,设计人员需要对煤炉颗粒进行严格的控制和分析,对运行过程中无法进行直接控制的因素需要建立完善的炉内平衡方案,确保在实际运行中能够合理的发挥锅炉效率。通过试验发现,尽管粒径放大很多,但是燃烧后的飞灰现象仍然较为严重,与传统燃烧用的煤种相比较存在着极大的制约与影响因素。褐煤的人炉煤粒径较大,在入炉的时候煤粒较少的因素说明褐煤在燃烧的时候具有着很强的爆裂特性。 试验按ASM PTC4.1《锅炉机组性能试验规程》进行,采用反平衡 法计算锅炉热效率。 通过氧量调整、一次风量调整、内外二次风量配比调整、 床温调整试验,探索锅炉最佳运行方式。锅炉效率计算修正至设计条件。 3燃烧优化后性能考核试验 该试验在机组负荷300M W 、 床温840℃、床压9.0kPa 、一次风量280kNm 3 /h 、省煤器出口氧量在2%、内外二次风配比80:20工况下进行,可知,与燃烧调整试验工况相比,q2和q4有较大幅度降低,两平行工况锅炉效率均超过设计值。 4烟气排放特性试验 在机组负荷300M W 工况下,对S02排放浓度进行测试,结果表明,锅炉自脱硫效率为35%;锅炉投入石灰石后,在Ca/S 摩尔比为2.26时,脱硫效率为94.30%,SO:排放浓度(6%O:量)为376mg/Nm 3,满足排放标准(≤400mg/Nm 3);另一方面,锅炉投入石灰石后,锅炉效率能达到设计值,锅炉运行工况稳定,运行参数满足机组要求。维持机组负荷300M W,炉内不投石灰石及投石灰石两种工况下,对NO 排放浓度进行测。测试结果表明,炉内不投石灰石时,300M W 负荷下空预器出口NO 排放浓度为135me,/Nm 3(02=6%);炉内投石灰石时,300M W 负荷下空预器出口NO 排放浓度为270mg/Nm 3(O=6%)。NO 排放浓度与同容量煤粉炉相比处于非常低的水平。这是因为在CFB 燃烧温度(低于950OC)条件下,氮氧化物主要由燃料氮生成,燃烧空气中氮气生成的氮氧化物量也很少。 5结论 循环流化床锅炉在工作中是通过自动调节器自我控制,在整个符合变化范围内对锅炉内部温度进行严格控制,使得脱硫温度能够达到最佳要求。同时在系统的应用中能够适应国家长期发展的战略要求,即保护环境和节约能源,在使用的时候其高度可靠性、稳定性,利用率优势适合我国国情的发展,受到人们的关注。 摘要:目前,随着我国经济不断发展,能源问题不断涌现,在各种工业生产中,对节能型设备要求不断提高。锅炉作为当前社会发展 中各种工业生产不容忽视的设备,燃烧系统不断进行改进。本文通过对燃用褐煤的锅炉进行燃烧调整试验测试,分析了锅炉在运行中的着火、燃烬和结焦情况,并且用燃用褐煤的锅炉特点分析,对锅炉负荷特性、低负荷燃烧能力和脱硫等现象进行研究,提出了合理有效的运行管理方式,使得锅炉在燃烧中能够发挥应有功能,提高锅炉的工作效率,实现能源与经济之间的协调发展。 关键词:褐煤运行;循环流化床锅炉;运行技术46··

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