循环流化床常压煤气化的初步试验研究

建立了一套常压热态循环流化床煤气化试验台,采用神华煤进行了初步的试验研究.结果表明,试验台可长时间稳定运行,碳转化率和冷煤气效率分别可达到96 9%和60 5%,但存在高温结渣和飞灰碳损失高等问题.

循环流化床燃煤锅炉的SO_2和NO_x排放的试验和数值计算

文中采用数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧(CFB)燃烧 SO2 和 NOx 排放的影响。在1.5MWth CFB 试验台上分别做了 5 种煤燃烧的 SO2和 NOx排放试验,根据所建 CFB 锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相关的 CFB 锅炉总体数学模型,对该试验台炉膛内 5种煤 SO2 和 NOx 的生成和脱除进行数值模拟,其结果和试验结果吻合良好。结果表明,煤种决定 CFB 锅炉脱硫效率及 SO2和 NOx的排放。

六个旋风分离器并联布置循环流化床的实验研究

大型循环流化床锅炉采用多个旋风分离器与炉膛出口并联布置实现气固分离。入口烟道的布置方式(入口角度和位置)对旋风分离器的性能有显著影响。针对600 MW超临界循环流化床锅炉,对6个旋风分离器并联布置方式进行了实验研究和数值模拟。实验结果表明,6个旋风分离器之间存在着分配不均现象;在相同条件下,不同位置的旋风分离器压降和返料流率均有一些差异,在炉膛同一侧,位于中间的旋风分离器的压降和返料流率均低于位于两端的旋风分离器的压降和返料流率。数值模拟结果显示,不同位置的旋风分离器之间气相流率分配基本均匀,在炉膛同一侧,进入两端的旋风分离器的颗粒流率要高于进入中间的旋风分离器的颗粒流率;位于两端的旋风分离器,颗粒贴着入口烟道外壁进入,处于较好的分离状态,而位于中间位置的旋风分离器,有部分颗粒冲击入口烟道内壁,不利于分离。

CFBC混烧城市污泥与煤:N_2O和NO的排放

在0.15MWth CFBC试验台上混烧城市污泥与煤,当城市污泥的含水率和混烧率分别变化在30％～60％和25％～100％之间时,可以实现稳定燃烧。分析了炉膛温度和城市污泥混烧率对NO和N_oO生成浓度的影响。结果显示,在焚烧氮含量很高的城市污泥过程中,通过适当提高炉膛温度,可以控制N_2O的生成,但是NO的生成浓度主要与混烧率有关。

循环流化床煤气化试验研究(英文)

在常压循环流化床中试装置上进行了神华煤的气化试验,试验条件:加煤速率5.4～8.14kg/h、蒸汽煤比0.19～0.7kg/kg、空气煤比2.8～3.67kg/kg,分析了试验条件对煤气组成、热值、碳转化率和煤气效率的影响.在该试验阶段获得的煤气的最高热值为3.84MJ/Nm3,最高碳转化率为73.6%.由于提升管的高度很小、气化温度较低以及旋风炉对细颗粒分离效率不高,导致损失于飞灰中碳较多.试验结果表明对神华煤而言,气化温度应低于930℃以避免结渣.

城市垃圾与煤在CFBC试验台上的混烧试验

城市垃圾的焚烧处理一直是人们关注的研究领域。本文详细报告了一种城市垃圾与劣质煤在0.15兆瓦CFBC试验台上的混烧试验。试验结果表明,城市垃圾与劣质煤在循环流化床中的混烧可以很好地满足稳定和高温燃烧的要求,通过添加石灰石等含钙物料可以有效地在燃烧过程巾控制SO2、HCl和二(?)英类污染物的生成。

一种褐煤煤焦水蒸气和CO_2气化活性的对比研究

面向循环流化床褐煤热解—部分气化—残炭燃烧分级转化工艺,以宁夏石沟驿褐煤为原料,采用水平管式炉在700~950℃,以快速热解和慢速热解方式制备煤焦,考察煤焦表面形貌和结构随制焦条件的变化。利用热分析技术研究气化温度、热解温度和热解速率对煤焦水蒸气和CO2气化反应活性的影响。结果表明：煤焦气化反应速率主要受气化温度影响,受热解温度的影响相对较小;煤焦分别与水蒸气和CO2气化的活性有较大差异,差异随着气化温度的升高而减小;与煤焦的水蒸气气化相比,热解条件对煤焦的CO2气化活性影响更大;煤焦水蒸气气化和CO2气化的反应性指数之间的关系可用二次曲线进行描述,在10%~80%碳转化率范围内分布活化能存在良好的线性关系。

双流化床煤气化试验研究

建立了一套3米高的双流化床煤气化试验装置,煤在鼓泡流化床中热解气化,生成的半焦送入循环流化床中燃烧,两床间采用气动控制阀连接。分别采用神华烟煤、龙口褐煤和大同烟煤进行了试验。煤中的碳转化成煤气和烟气的总转化率达到90%以上;冷煤气效率随着空气/煤比的提高而增加;采用神华煤时焦油产率可达到1.5%;采用龙口褐煤时气化效果较好,在气化炉空气/煤比为0.3 kg/kg时,冷煤气热值为10.7 MJ/Nm^3,冷煤气效率为48%。经过分析计算,龙口褐煤产生煤气中的可燃成分主要来自热解。

城市下水污泥和煤／LPG在循环流化床上的混烧试验研究

在高6000 mm、直径300mm的循环流化床上进行了含水率为79％的湿污泥与煤／石油液化气(LPG)的混烧试验。试验结果表明:无论用煤还是LPG作为辅助燃料,试验都能在设定的工况条件下稳定运行;向炉内加入石灰石的量达到钙硫摩尔比为3．4∶1时,二氧化硫和氯化氢的排放达标,脱硫效率和脱氯效率分别为75％和94％;在试验中, 烟气中NOx排放、烟气中汞含量和二恶英类排放都不超标;试验产生的飞灰含碳量低,飞灰中痕量元素的浸出毒性不超标;计算表明,如果利用余热干燥污泥和预热空气可有效地减少辅助燃料的消耗量。

生物质成型燃料循环流化床燃烧试验研究

在0.15 MW循环流化床试验台上,进行了玉米秸秆和苹果树枝成型燃料燃烧特性以及排放特性的试验研究.试验结果表明,玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料在循环流化床中能够稳定燃烧,燃烧效率达到96.8%;尾气中HCl的排放质量浓度较高,SO2的排放质量浓度随着生物质的硫含量增大而增大;使用选择性炉渣作为床料同时加入黏土作为添加剂的方法,能够有效抑制玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料燃烧过程中床料的黏结,黏土对循环流化床的物料循环流化起到了稳定作用.

声波对锥形预混火焰表面温度脉动的影响

在燃气轮机燃烧室中,当不稳定的燃烧过程与声波相互耦合时,就会产生自激的振动。文中主要研究甲烷-空气预混锥形火焰对声波扰动的响应。采用精细热电偶测量火焰的温度脉动。在没有声波扰动时,火焰表面温度出现 20Hz的特征频率。在施加 50Hz 声波扰动后,火焰的表面的温度出现 50Hz、25Hz、100Hz 和 150Hz 的特征频率。施加其它频率的声波扰动时,火焰出现类似的现象。预混火焰对声波扰动的谐波、分谐波和高阶谐波响应并存。

循环流化床单床与双床煤气化特性试验研究

在循环流化床单床与循环流化床双床试验台上,对神华煤在不同空气煤比下的气化特性进行了试验研究。在同等试验条件下,单床气化时碳转化率随空气煤比的增加呈先增后减趋势,而双床气化呈单调上升趋势,单床与双床气化时,碳的总转化率最高均可以达到97%左右。循环流化床单床气化的化学热损失是双床气化化学热损失的2.3倍,双床煤气化系统的热效率高于单床煤气化系统,双床气化时煤气有效成分(CO、H2与CH4之和)最低体积浓度是单床气化时有效成分最高体积浓度的1.6倍,双床气化时的最低煤气热值为单床气化时最高煤气热值的2.7倍,循环流化床双床煤气化是无纯氧条件下获取中高热值煤气有效的途径之一。

旋风分离器的入口烟道布置对性能的影响

大型循环流化床锅炉都采用多个旋风分离器并联布置在炉膛出口,这些旋风分离器的入口烟道受锅炉空间的限制都是短入口烟道,不同的入口烟道布置方式会直接影响旋风分离器的性能。在筒体直径为1m的旋风分离器实验台上设计了内侧式与外侧式2种短入口烟道,对比研究入口烟道布置方式对旋风分离器性能的影响。实验结果表明,入口烟道布置方式显著影响旋风分离器的性能;在相同条件下,内侧式入口烟道的旋风分离器的分离效率比外侧式的高,压降也比外侧式略高。数值模拟结果显示,入口烟道布置方式对颗粒在短入口烟道中的分布有直接的影响;采用外侧式入口烟道时,颗粒流股在短入口烟道内无法贴向外壁,部分颗粒直接冲击排气管,导致分离效率降低。

690t/h循环流化床锅炉设计特点与运行特性分析

介绍了国内首台不带外置换热器的690 t/h超高压再热循环流化床锅炉的设计特点,并比较了国内外同容量等级循环流化床锅炉的技术特性,分析了不同负荷下的运行调节特性、性能鉴定试验结果和运行过程中暴露出的主要问题及其解决方案.运行与试验结果表明:锅炉主要运行参数与设计参数吻合,主要性能指标均优于或达到性能设计值;将部分过热屏改为水冷蒸发屏,并采用新型风帽结构和减少风帽数量,可有效解决过热蒸汽减温水量偏大与风帽漏渣问题,为更大容量等级循环流化床锅炉的优化设计与运行提供了参考.

高温煤基燃料的燃烧特性及NOx排放试验研究

为探索控制煤粉燃烧时NOx的生成,参考高温空气燃烧的概念,提出将煤粉预热到800℃的高温后再进一步燃烧的新工艺,方法是借助循环流化床在低过剩空气系数下燃烧的技术预热煤粉。由于煤粉在预热过程中发生了部分燃烧,将生成物称为高温煤基燃料。在小型热态试验台上完成了第1阶段的概念性验证试验。热态试验以大同烟煤为燃料,试验台由提供高温煤基燃料的循环流化床和用于高温煤基燃料燃烧的下行燃烧室组成,下行燃烧室直径为220mm、高度为3000mm。试验结果表明:下行燃烧室内轴向温度分布比较均匀,最大温差为176℃;NOx排放值为399mg/m3(?(O2)=6%),高温煤基燃料中的燃料N向NOx的转化率为26.9%;燃烧效率达到99%。

湿污泥颗粒的流化床干燥实验及模型

在鼓泡流化床内以河砂为干燥介质,对单颗粒湿污泥的流态化干燥特性进行实验研究,得到了流化床温度、污泥初始水分、污泥粒径及流化速度对干燥速率的影响规律：流化床温度及污泥粒径对干燥速率的影响都呈指数规律;污泥的水分越大,干燥速率越大;在鼓泡流化床流化速度达到2倍临界流化速度以上时,充分流化,流化速度再增大（2～5倍临界流化速度）对干燥速率没有明显影响.在基本的扩散传质理论的基础上,利用实验数据回归得到湿污泥在鼓泡流化床内干燥的半经验模型,为流化床污泥干燥器的设计提供了基础数据和依据.

600MW超临界CFB锅炉旋风分离器布置的数值模拟

旋风分离器是CFB锅炉的核心部件之一。本文以FLUENT商业软件为工具,运用数值模拟方法,对600 MW超临界CFB锅炉的六个旋风分离器的布置方式(旋风分离器的入口烟道相对于炉膛的位置及角度)进行了研究,分析了四种不同布置方式下的速度场、颗粒浓度分布及烟气流量在六个旋风分离器的入口烟道之间的分配情况,通过对比分析得到比较理想的布置方案,为600MW超临界CFB锅炉的设计提供依据。

双流化床中煤的热解特性试验研究

在双流化床试验台上，对神木煤的热解特性进行了试验研究。结果表明，在试验温度范围内，煤中的碳元素主要汇集于燃烧炉尾气，氢元素主要汇集于热解炉产物中。在热解炉温度450—850℃的范围内，热解产品质量收率随着热解炉温度的升高而上升，热解炉冷效率在550℃达到峰值。试验条件下，热解焦油质量收率在热解温度550℃时达到峰值；热解停留时间对热解焦油的产率影响不大。热解炉煤气各组分体积分数关系为：H2〉CH4〉CO〉CO2；随着热解炉温度升高，热解气体热值降低，热解气体产率升高。

循环流化床煤气化平衡模型研究

该文根据试验结果拟合了碳转化率和甲烷产率动力学经验关系式,结合物料平衡、能量平衡和化学平衡,建立了动力学修正的循环流化床煤气化平衡模型。在与试验相同的条件下,进行了循环流化床煤气化模拟计算,模拟计算结果和试验结果比较吻合。在此基础上,还就空气加入量、蒸汽加入量及加煤速率对床温、煤气组成、煤气热值、碳转化率和气化效率的影响做了预测和分析。

准东煤成灰过程中钠的迁移特性及形态变化

为研究准东煤成灰过程中钠的迁移特性及形态变化,通过热重试验分析了5种准东煤的着火温度和燃烬温度,在575和815℃成灰温度下对5种准东煤进行灰化试验;重点研究了成灰温度对准东煤成灰特性的影响,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)等方法对成灰理化特性进行了表征,最后采用化学热力学软件Fact Sage模拟了准东木垒煤灰化过程中钠的迁移特性。结果表明,5种准东煤的着火温度均低于400℃,燃烬温度均低于500℃。575和815℃成灰物质形态与理化特性差异明显,815℃时5种准东煤成灰中钠含量相比575℃分别降低了47.67%、88.89%、62.45%、52.48%和85.78%,成灰表面钠含量分别降低了67.52%、75.70%、44.87%、63.71%和90.08%。成灰温度不仅影响煤灰中钠含量,还影响钠的赋存形态,800℃以上高温灰中出现黏结现象。最终确定5种准东煤的成灰温度为575℃,既能保证煤样成灰完全,又能最大限度减少灰化过程中碱金属钠元素的损失。