基于热管和两级温差发电的船舶余热利用

为了对船舶余热进行利用以达到节能的目的,结合船舶烟气余热的特点,设计了一种加装在船舶柴油机排烟管上采用热管强化传热的两级温差发电装置。通过建立温差发电有限时间热力学模型,设计了实验系统并搭建实验平台。实验后分析实验数据并验证两级温差发电装置利用余热的可行性。结果表明,在两级温差发电实验装置热端温度为473 K时,其输出功率最大可达到250 W,热效率为5.37%,在相同工况条件下,相比于单级温差发电实验装置4.04%的热效率提高了32%,证明了利用该装置对船舶余热进行回收利用是可行的。     

高炉熔渣颗粒热物性参数的瞬间测量

为了开发冶炼熔渣干法粒化和余热回收技术,提出了一种飞行高炉熔渣颗粒表面温度与发射率的瞬间测量方法。实验过程中,建立了熔渣表面温度与灰度、表面发射率与表面温度的关系曲线,通过高速摄像机瞬间捕捉飞行熔渣颗粒图像,计算图像灰度,结合关系曲线得到飞行熔渣颗粒表面温度和表面发射率。结果表明:随着熔渣表面温度的降低,表面发射率减小;当飞行熔渣颗粒表面温度为1 402℃时,其表面发射率约为0.89。     

基于热管和两级温差发电的船舶余热利用研究

为了对船舶余热进行利用以达到节能的目的,该文结合船舶烟气余热的特点,设计了一种加装在船舶柴油机排烟管上采用热管强化传热的两级温差发电装置。通过建立温差发电有限时间热力学模型,设计了实验系统并搭建实验平台。实验后分析实验数据并验证两级温差发电装置利用余热的可行性。结果表明,在两级温差发电实验装置热端温度为473 K时,其输出功率最大可达到250 W,热效率为5.37%,在相同工况条件下,相比于单级温差发电实验装置4.04%的热效率提高了32%,证明了利用该装置对船舶余热进行回收利用是可行的。     

粉煤灰对矿渣棉用调质高炉渣析晶性能的影响

为了探究粉煤灰添加量对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质高炉熔渣析晶性能的影响,利用Factsage热力学软件模拟了不同粉煤灰添加量时调质高炉熔渣渣降温过程中的理论析晶温度和析晶种类及含量,并利用XRD、SEM、熔渣结晶性能测定装置定性分析了不同粉煤灰添加量调质高炉熔渣的析晶行为。结果表明：调质高炉熔渣理论析晶温度随粉煤灰添加量的增加逐渐降低;当粉煤灰添加量高于15%后,调质高熔渣温度降至1000℃时仍为玻璃相,未发生析晶,此时熔渣析晶不再是矿渣棉成型的限制环节;基于调质高炉熔渣成纤过程的实际工况,XRD分析结果更具有参考性。     

煤灰和熔渣的熔融特性和黏温特性比较

利用灰熔点测定仪和高温旋转黏度计,研究了鲍店煤和混配煤的两种煤灰和经气化炉高温熔融后熔渣的熔融特性和黏温特性。在高温条件下,煤灰和熔渣的黏度变化规律相似;根据煤灰和熔渣的组成及其在Al2O3-SiO2-CaO-FeO四元相图中的位置和在临界黏度附近矿物质的变化规律,分析了煤灰和熔渣熔融特性和黏温特性差异的原因,分析结果与实验结果吻合良好。     

垃圾焚烧飞灰冶金烧结处理工序

垃圾焚烧飞灰是公认的危险废弃物,必须对其进行有效处理。鉴于冶金烧结过程具有相似的高温熔融环境,提出采用冶金烧结法处理垃圾焚烧飞灰。对垃圾焚烧飞灰进行造球成型与铁浴熔融分离固化实验,结果显示:添加8%水泥和1%稳固剂的飞灰造球成型性好,在养护实验8～11d,飞灰球团抗压强度在600～700N/球,达到贮存、运输要求;铁浴熔融能有效地分离固化飞灰中重金属元素,90%以上的Mn、Fe和70%以上Cr、Cu进入铁相,熔渣浸出毒性均能达标。研究结果为冶金烧结法处理垃圾焚烧飞灰的工业应用提供了可行性验证。     

钻井柴油发电机余热技术研究与应用

随着科学技术发展和降本增效、节能降耗的需要,根据钻井柴油发电机使用过程中能耗的组成,以及温差发电技术的优点,提出了一种针对柴油发电机的余热回收利用方式,将温差发电技术应用到钻井柴油发电机的余热回收利用中.通过对现场数据的分析,利用柴油发电机余热温差发电技术,将会在钻井过程中起到降本增效、节能降耗的作用,同时具有环保的效果,有利于在国内钻井行业的推广应用,具有良好的发展前途和广阔的市场前景.     

章村煤矿坑口煤基废弃物资源化循环利用模式

为实现煤矿资源利用最大化及节能环保,根据章村矿实际情况,提出章村煤矿坑口煤基废弃物资源化循环利用模式.研究坑口电厂双高粉煤灰利用技术及高效烟气脱硫技术,解决双高煤粉灰的利用难题;开发水泥厂窑炉余热的低温发电技术及矿井废热低品位热能回收技术,用于井筒防冻和建筑空调.该研究为煤基废弃物资源化循环利用提供了有效方法,具有推广应用价值.     

采用温差发电-有机朗肯循环联合系统的船舶余热利用实验研究

为了实现具有复杂特性的船舶多种余热的高效回收,提出了一种基于温差发电-有机朗肯循环(TEG-ORC)联合循环的船舶余热梯级利用系统。根据底循环对主机烟气的利用量,定义了TEG/ORC底循环比参数。通过实验研究,探索了在ORC蒸发压力为0.9MPa的工况下,系统输出功率、热效率、多级余热利用量和发电成本等重要性能参数随底循环比的变化规律,并对联合循环系统的性能及其影响规律进行了评估。实验设计了热管强化换热装置用以克服前期研究中发现的TEG底循环热端换热瓶颈。结果表明:3种底循环比(0.369、0.508、0.615)工况下的实验结果与模拟结果基本一致;TEG-ORC联合循环系统更好地利用了多种船舶余热及TEG底循环的冷却散热,提升了余热利用性能和输出功率,使其热效率高于各底循环且发电成本低于各底循环;在TEG/ORC底循环比为0.615时,联合系统输出功率为134.50 W,热效率为6.93%,发电成本为3.32元/(kW·h)。TEG-ORC联合循环可实现船舶多种烟气余热的梯级利用,提高余热利用量,并提升ORC底循环运行的稳定性和安全性。     

烧结余热发电高温烟气阀门设计

烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较大,每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤,节能潜力很大.烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10%～12%.而其排放的余热约占总能耗热能的49%.在烧结矿生产过程中,特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～400℃的低温烟气,其热能量大约为烧结矿热耗量的30%左右.实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析,余热发电是最为有效的余热利用途径,平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20千瓦时,折合吨钢综合能耗可降低8千克标准煤.余热发电烟气阀门烧结余热发电重要的辅机设备,直接影响烧结和余热电站运行稳定、废气的充分利用以及整个系统运行效率和可靠性,做好高温烟气阀门对烧结余热发电具有重要意义.     

粉煤灰制保温材料探讨

粉煤灰是电力系统排出的一种固体废物,主要含有硅、铝、钙、镁等的氧化物,与各保温材料主要成分相似。若加入一些辅助材料调节,即可制得性能优异的新型保温材料—粉煤灰矿棉。这是粉煤灰综合利用的一条新路,具有较高的经济和社会效益。     

尾矿改性高炉渣的凝固行为与黏度行为

通过在高炉渣中加入不同质量分数的尾矿作为改性剂,研究了改性熔渣的凝固行为和黏度行为.采用X射线衍射和偏光显微镜研究了熔渣的矿物组成和显微结构,采用熔体物性测定仪研究了熔渣在1 200℃到1 475℃的黏度.结果表明:配加尾矿后,熔渣的酸度系数(Mk)达到1.2~1.8时,熔渣凝固后呈现非晶/玻璃质的特征;显微结构除Mk=1.8以外,均为致密均匀的结构.此外,熔渣成纤适宜的温度区间显著增大,尾矿适宜的配比为16.98%~34.18%.     

双极串联抽锭电渣重熔供电特性理论分析和工业试验研究

对双极串联电渣重熔工艺原理、等效电路和供电特性进行理论分析,得到电极间距离、电极浸入渣池的深度和填充比是影响电流在渣池中的路径和分配比例的主要影响因素,并对双极串联渣池温度场进行数值模拟。结果表明,双极串联供电使渣池中高温区上移,较传统单极供电渣池中高温区远离渣金界面,有利于提高熔化速度而不影响钢锭凝固质量;双极串联抽锭电渣重熔工业试验结果证明,熔化速度增加2倍情况下钢锭内部凝固质量良好,表明渣池高温区上移减弱了熔化速度和钢锭凝固质量之间的关系。     

煤灰渣流动性的试验研究

以神木煤灰成分为基础配渣,对煤灰成分渣的粘度和熔化性温度进行了试验研究。试验表明:煤灰炉渣一般碱度较低,为典型的长渣。二炉碱度为0.8左右时,炉渣熔化性温度最低。渣中Al2O3过多,渣量少,是炉渣流动性差的主要原因。可以通过配煤或者配加其他助熔物,降低Al2O3含量。增加Na2O和MgO含量可以明显降低炉渣熔化性温度,改善流动性。增加MgO效果更为明显。     

利用显热对熔渣进行直接改质的热平衡分析及试验验证

采用热态改质方法可直接将冶金熔渣制备成高附加值材料,从而实现熔渣的“热”“渣”双利用,因此这一方法在熔渣资源化利用领域中已成为研究热点。本文选取熔融钢渣和河沙分别为典型熔渣和改质剂,模拟计算分析在1600益熔渣内掺入改质剂的过程中改质剂掺量对改质熔渣显热的影响,并对研究结果进行工业试验验证。研究表明：随着改质剂掺入,改质熔渣显热呈现先增加后减小的趋势;随改质剂掺量由5%增加到11%时改质熔渣显热反而增加,当改质剂掺量为11%时改质熔渣显热达到最大。从熔渣显热利用和改质效果综合考虑,改质剂掺量的理论最佳区间为11%~19%。现场试验表明,掺入12%左右的河沙后,改质熔渣流动性好,冷却渣安定性等性能改善显著。     

粉煤灰彩色人行道地砖技术及在海南的应用前景

粉煤灰在我国坏境污染中占有相当比例，用粉煤灰制成的彩色人行道地砖是治理其污染的有效途径．研究表明，粉煤灰掺入量在４０％～６０％时，成型压力在９～１１ＭＰａ之间，粉煤灰彩色人行道地砖性能达到ＪＣ４４６—９１混凝土路面砖质量标准．     

准东煤掺烧油页岩后矿物质的转化迁移研究

研究准东煤和油页岩混合燃料在100 MW锅炉燃烧过程中的矿物质演变规律,解决火力发电厂大比例和大规模掺烧准东煤引起的沾污和结渣问题。对现场试验收集的入炉煤、飞灰和炉渣样品进行化学分步萃取、XRD、灰成分等分析。结果表明,在100 MW机组锅炉燃用准东煤掺混15%油页岩的混合燃料,油页岩灰分中镶嵌或者包裹的可燃物燃烧后,炉渣将形成多孔和酥松形态,从炉渣的结构方面缓解准东煤引起的炉膛结渣问题。掺混15%油页岩后,燃烧过程中碱金属和碱土金属基本不挥发,炉渣中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量较准东煤分别降低了2.07%、3.42%、15.08%和10.5%;飞灰中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量也较准东煤明显下降。同时炉渣和飞灰中的钠主要为钠长石,钾在掺烧前后都以KAl_2(Si_3Al)O_(10)(OH)_2存在。在炉膛中碱土金属的碳酸盐和硫酸盐分解后,大部分转化为钙黄长石。油页岩通过降低碱金属和碱土金属含量及改变其存在形态,解决了准东煤引起的炉膛结渣和受热面沾污的问题。     

高炉渣余热回收系统的热力学分析

采用焓-火用图热力学分析方法对不同高炉渣余热回收模式进行分析,对物理法回收余热生产热水和水蒸气,不同化学反应的化学法回收余热的焓效率和火用效率进行计算和对比分析.结果表明:物理法回收余热生产热水和生产蒸气的焓效率相同,都为769%,而火用效率分别为144%,342%;利用化学法回收余热的焓效率高达922%,火用效率为60%左右,二者均高于物理法;利用C-CO2的煤气化反应对高炉渣余热进行回收时,每吨渣可以消耗165kg的CO2,有利于钢铁企业实现节能目标.     

添加剂对准东煤灰熔融特性的影响

以4种典型的准东煤为煤样,利用SiO2-CaO-Al2O3三元系统相图分析了准东煤结渣倾向性的变化,并采用灰熔融温度测试仪研究煤灰化学成分和灰熔融性的关系,寻求提高准东煤灰熔融温度的方法.结果表明,根据三元相图的灰熔融性趋势,预测添加适量的氧化物添加剂可以提高煤灰的熔融温度,并通过试验进行验证.发现神华煤分别添加5%的CaO和5%的Al2O3,可以显著地提高煤灰熔融温度;SiO2对准东煤灰熔点的影响具有两面性.研究结果为准东煤的实际工业应用提供了理论依据,考虑到经济性,电厂、工业锅炉可以添加石英砂、高矾土、石灰石的混合物,使其更好地解决准东煤问题.     

转炉烟气余能回收利用技术发展现状与展望

转炉炼钢是钢铁生产的关键环节,其产生的烟气含有大量余热和化学余能,但也具有烟气产生不连续、含尘量高、易燃易爆的特性,如何高效清洁地回收和利用转炉烟气余能是钢铁行业的热点问题。对转炉烟气余能回收利用的现状进行了介绍,重点总结了转炉烟气余能回收和利用过程中存在的典型问题,对一些新式转炉烟气余能回收技术进行了介绍和评价,展望了未来转炉烟气余能回收利用技术的发展方向。目前广泛应用的氧气转炉煤气回收法(oxygen converter gas recovery, OG)、由Lurgi公司和Thyssen公司联合开发的LT法(Lurgi-Thyssen)等转炉烟气余能回收利用技术在防爆和除尘方面具有良好的效果,但也存在中低温烟气余热未回收、高温烟气余热利用■损失大、转炉煤气回收水平低、环境污染严重的问题,以转炉烟气热化学储能技术为代表的新式技术为以上问题的解决提供了新思路。结合旧技术的缺陷和新技术的研究进展得出,未来转炉烟气处理工艺提高节能减排水平的关键是实现中低温烟气余热深度回收、高参数蒸汽发电、烟气余能梯级回收利用、能源资源环境一体化。