高碱煤液态排渣燃烧条件下碱金属释放特性研究

采用液态排渣旋风燃烧技术可优先将煤中Na等碱金属以硅铝酸盐熔渣的形式从炉底排出,从而有效减缓燃高碱煤锅炉尾部受热面的强沾污、结渣问题。高温液态排渣燃烧条件下Na的迁移、释放特性对其在炉内渣膜的捕捉行为影响巨大。为此,在沉降炉上研究了3种典型高碱煤(地表高氯煤、将军庙煤、沙尔湖煤)在液态排渣高温热解—燃烧过程中,煤中Na的释放特性以及Ca、Fe等对Na释放行为的影响。研究结果表明:热解阶段,水溶性Na主要以Na2SO4、NaCl等形式释放,1500℃下释放率为63.1%~68.6%;酸溶性Na主要通过分解或与自由基反应释放,1500℃下释放率为64.4%~79.2%;高温下,部分水溶性Na、酸溶性Na会与灰中硅铝酸盐矿物反应转化为不可溶性Na。Ca、Fe在热解阶段对Na的释放影响并不显著;焦炭燃烧阶段,水溶性Na和酸溶性Na的释放率达95%以上,灰中不溶性Na分别为3种原煤中不溶性Na的2.64倍、2.28倍和5.6倍,表明高温液态排渣燃烧条件下,高温熔渣对Na具有一定的捕捉作用,且以不可溶性Na的形式固化于高温熔渣当中。

温度对准东煤裂解特性及碱金属释放影响的试验研究

新疆准东煤是我国近年发现的重要煤炭资源,研究其裂解特性对于准东煤的裂解多联产高效清洁利用具有重要意义。文中利用自行搭建的单颗粒煤裂解光学试验平台,综合分析了不同温度下准东煤裂解过程中颗粒质量及中心温度变化规律,并利用激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术在线测量了碱金属钠(Na)的动态释放特性。试验结果表明,升高温度促进热解反应,且使挥发分产量增大。Na释放量也随温度的升高显著增加,高温下水溶性Na为主要释放来源。

温度对准东煤燃烧碱金属释放特性影响的激光测量研究

针对煤燃烧过程中释放的碱金属引起锅炉换热面沾污和腐蚀的问题,通过在线标定,利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术定量测量了准东煤燃烧过程中钠和钾随时间的动态释放特性;实验中利用一个自制的多射流燃烧器模拟真实火焰环境,在线测量得到准东煤燃烧过程中碱金属释放过程。实验发现煤燃烧过程的挥发分阶段、焦炭阶段、灰分阶段可以通过测得的碱金属释放曲线进行时间划分;随着温度升高,煤燃烧挥发分阶段、焦炭阶段、灰分阶段的Na、K释放速率均显著增加。