煤、油页岩和石油焦混烧特性及其动力学

为了充分利用劣质燃料油页岩和难以利用的高硫石油焦,以煤、劣质燃料油页岩及高硫燃料石油焦的混合燃料为研究对象,采用热重-差热的试验方法和差减微分法,对其混烧特性曲线和混烧特性机理进行分析,计算出试样各种燃烧特性参数及燃烧动力学参数。结果表明:煤、油页岩、石油焦的质量比为1∶6∶3的混烧试样S7的DTG曲线先后出现挥发分的析出着火燃烧峰和剩余固定碳的着火燃烧峰;煤、油页岩、石油焦的质量比为6∶3∶1的混烧试样S4的可燃特性指数及着火特性指数均大于油页岩及石油焦的值,而且混合试样的燃尽指数均大于煤及石油焦的值,同时,混合样品的综合燃烧特性指数均大于油页岩的值;试样S4的活化能最小,该混合试样的燃烧反应最容易进行。只要煤、油页岩及石油焦混合比例适当,其混合燃烧特性将优于油页岩及石油焦单独的燃烧特性。

石油焦与油页岩混合燃烧特性及其燃烧动力学

采用ZRY-2P综合热分析仪对不同质量比的石油焦/油页岩的混合燃料进行了热重分析,得到了它们的热重(Thermogravi metric,TG)及微商热重(Differential thermogravi metric,DTG)曲线和混合燃烧特性,并计算出燃烧动力学参数。结果表明,随着石油焦/油页岩的质量比逐渐降低,石油焦/油页岩混合燃料的TG曲线变化逐渐缓慢,DTG曲线逐渐呈现3个峰,其中有2个峰明显;当石油焦/油页岩的质量比为3/2时,综合燃烧性能最好,体现出混合燃烧所具有的优势。除石油焦/油页岩质量比为4/1的样品外的其他混合样品,在低温段和高温段活化能按大小排列的顺序与频率因子大小排列的顺序均相同,这体现了活化能和频率因子变化的一致性。石油焦与油页岩混合燃料在低温段的燃烧反应级数为1.30左右,所需活化能较低;在高温段的燃烧反应级数为1.00左右,所需活化能较高。石油焦与油页岩的混合燃料燃烧具有很大的实际工程应用价值。

410t/h循环流化床锅炉混烧石油焦油页岩热力性能试验分析

在一台采用紧凑型水冷旋风分离器的410 t/h循环流化床锅炉上进行以石油焦、油页岩混合物为燃料的锅炉热力性能试验,对温度、汽水流量、烟气污染物排放及灰渣含碳量等多个参数进行了分析.结果表明:锅炉以石油焦和油页岩的混合物为燃料,添加石灰石脱硫,在锅炉实际运行负荷下热效率为90.89%;炉内密相区温度分布均匀;床温、分离器入口温度、排烟温度和回料腿温度稳定;主蒸汽流量、给水流量、减温水流量波动小;烟气污染物均可控制在较低水平.

石油焦与油页岩混合燃料流化床燃烧污染物排放特性

将石油焦和油页岩以不同比例混合的混合燃料在1 MW CFB试验台上进行燃烧试验,并对烟气污染物排放数据进行分析。结果表明,通过在硫含量(质量分数)超过6%的石油焦中掺混一定比例的油页岩,可以使混合燃料中的硫含量降低到3%以下,这种混合燃料可以作为CFB锅炉的燃料;采用合理的钙、硫摩尔比和锅炉床层温度,完全可以使混合燃料烟气污染物的排放质量浓度满足国家环保规范要求。

石油焦与油页岩混合燃料流化床的着火特性

对石油焦与油页岩混合燃料的着火特性进行了试验。在流化床(CFB)中对2号混合燃料(油页岩与石油焦质量比3∶7)采用床下油枪点火,在冷态条件下,当底部床层温度增加到420℃左右时,少量燃料颗粒着火燃烧;待床层温度升到650℃时逐渐减少投油量,可使试验燃料顺利着火并稳定燃烧。当油页岩与石油焦的质量比为3∶7时,混合燃料的着火特性完全满足流化床运行要求;燃料挥发分含量是其着火温度的主要影响因素,除1号混合燃料外,其他4种混合燃料挥发分均大于茂名石化CFB锅炉设计烟煤的挥发分,2号混合燃料着火特性优于该CFB锅炉设计烟煤。

石油焦与油页岩流化床混烧特性研究

在1 MW的流化床(CFB)燃烧试验台试烧石油焦和油页岩混合燃料,研究不同掺烧比例的燃烧特性,以确定实炉试烧时的掺烧比例。试验表明,随着油页岩掺烧比例的增加,燃烧的稳定性降低,床温波动增剧,试验所得燃烧效率逐渐降低,飞灰对受热面磨损加剧,床温波动对脱硫效率造成影响。综合考虑油页岩掺烧比例对这些因素的影响,确定实炉试烧混合燃料中油页岩掺烧比例不应大于30%。