不定型煤基活性焦制备及预处理影响研究

我国煤炭燃烧排放大量的SO2和NOx等导致了严重的空气污染,需要寻找一种清洁高效的烟气联合脱硫脱硝技术.煤基活性焦因其脱除效率高,再生能力强等诸多优点备受关注,但目前的研究主要集中在柱状和粉末状活性焦上.为研究大粒径煤基活性焦的制备参数和预处理对活性焦理化特性的影响,对原煤颗粒进行高温空气预氧化处理,并通过炭化-水蒸气活化两步法制备活性焦.结果表明:低温长时间活化可使炭化料内部孔隙充分刻蚀,显著提高比表面积和孔容,以水蒸气作为活化剂有利于微孔和介孔协同发展,适合制备大粒径分级孔结构活性焦.700℃活化3 h制得的府谷煤活性焦比表面积为429.54 m^(2)/g,介孔占比27.80%;850℃活化3 h制得的大同煤活性焦比表面积为892.20 m^(2)/g,介孔占比21.46%.高温空气预氧化能够改变原煤内部结构,对府谷煤颗粒在200℃下预氧化15 h后,氧化煤内部成分和结构基本稳定,脂肪结构被消耗的同时生成了大量含氧官能团.预氧化处理对炭化过程的影响较为显著,氧化煤在炭化过程中热塑性特征显著降低,减少了焦油对孔隙的堵塞,此外,含氧官能团的交联作用也促进了煤中大分子的缩聚和孔隙的形成,从此促进初步孔隙的发展.虽然预氧化使得活性焦的比表面积和孔容都有所增大,但活化剂和样品之间的成孔路径未产生改变.

烟气再循环对660MW二次再热塔式锅炉燃烧和传热特性影响的数值模拟研究

为给二次再热锅炉设计优化及运行调温提供参考,该文通过数值计算对某660MW二次再热四角切圆塔式锅炉进行研究分析,采用用户自定义函数预测CO对NO_(x)的降低效果,研究烟气再循环对燃烧和传热特性的影响。结果表明,在炉膛上部受热面3种建模方式中,将其简化成平面是最优的。再循环烟气可提高煤粉颗粒的燃尽率。烟气再循环会缩小燃烧器高温区(1565~1700K)范围,提高过热器出口温度。当烟气再循环倍率从0%增加到20%,炉内氧浓度和冷灰斗区域的CO浓度均降低,低温过热器出口NO_(x)浓度从143.69降至94.07mg·m^(-3)(6%O_(2)),水冷壁吸热量占锅炉总吸热量比值降低3.50%,但再热器、过热器和省煤器分别增加2.53%、2.13%和0.54%。在炉膛中心线两侧热流密度分布呈近似对称的特点,主燃区热流密度达到330kW·m^(-2)。烟气再循环技术使水冷壁吸热能力降低,高热流密度区域缩小,提高了锅炉的安全性。

基于机器学习和数值模拟的锅炉水冷壁热流密度分布预测模型

为保证广泛参与调峰的燃煤机组的受热面特别是水冷壁的安全运行,本文研究某600 MW超临界直流锅炉的水冷壁热流密度。首先,采用数值模拟的方法,计算选定工况下的水冷壁热流密度分布,并将其作为机器学习的样本数据;其次,通过皮尔逊相关性分析和近邻成分分析,确定特征子集;第三,利用贝叶斯优化结合交叉验证的方法优化支持向量机、提升树和决策树3种算法;最后,基于优选的支持向量机算法并利用LIBSVM工具箱,建立水冷壁热流密度分布预测模型。研究结果表明:煤质参数、给煤量、总风量、一次风量、二次风量、二次风温、燃烧器摆动角度、SOFA风摆动角度、二次风速以及水冷壁网格单元几何中心坐标y和z共11个特征可以作为水冷壁热流密度预测模型的输入变量;贝叶斯优化后的支持向量机模型的框约束为19.53,核尺度为0.80,综合考虑样本容量和预测性能,选用支持向量机模型预测锅炉水冷壁热流密度;水冷壁热流密度分布预测模型在训练集上的均方误差和决定系数分别为0.0392和0.8496,模型在测试集上的均方误差和决定系数分别为0.0077和0.9797,该模型具有较高的预测精度和较强的泛化能力。