循环流化床锅炉煤燃烧效率研究

人们已经认识到飞灰含碳量是燃煤循环流化床锅炉的重要问题．它影响了燃烧损失和锅炉效率．在循环流化床实验台上对六种煤的燃烧进行了研究,与燃用相同煤种的循环流化床锅炉的结果比较,并与热重分析(TGA)数据关联,结果表明,飞灰含碳量不仅受运行参数如床温、过量空气系数、配风情况、床存量及床质量的影响,而且受煤特性影响,煤本身的反应活性是最主要的．利用热重分析(TGA)数据可以预测该燃料在循环流化床锅炉燃烧时的飞灰含碳量。     

增压循环流化床操作特性的研究

为了研究和开发增压循环床燃烧装置,在一个床体内径为80mm,高为6m的增压循环床内对其流动及操作特性进行了冷态试验研究。本文发表了床料粒径、筛分对床内空隙率分布的影响以及压力对增压循环流化床运行特性影响的试验结果,并讨论了它们对煤在增压循环流化床中燃烧可能产生的影响。     

增压流化床燃烧和脱硫数学模型

本文所述的增压流化床燃烧及脱硫数学模型以两相理论为基础,综合考虑了床内气固流动、颗粒扬析和磨损、颗粒在床内停留时间的随机分布、挥发份和炭的燃烧、二氧化硫的脱除及床内主要气体组分的浓度沿床高的变化等因素,实现了增压流化床燃烧和脱硫的系统模化,模型的计算结果与东南大学增压流化床燃烧装置(SEU-PFBC)的试验值相比,两者吻合良好,有一定的参考价值。     

出口结构对循环流化床锅炉床内轴向密度的影响

针对目前工业循环流化床锅炉存在的主要问题(床温控制、细颗粒的停留时间及气固横向混合)及其工程对策的缺陷,用试验方法探索利用改变出口结构来增加颗粒的内循环;研究了多种循环流化床的出口几何结构在不同操作条件下对床内流动特性的影响机理。试验表明,循环流化床锅炉出口几何结构对床内轴向密度的影响很大,选择合理的出口几何结构,可以在循环流化床锅炉运行条件范围内增强床顶部甚至全床的床密度,增强颗粒的内循环,从而增加颗粒在床内的停留时间。     

出口结构对循环流化床锅炉床内轴向密度的影响

针对目前工业循环流化床锅炉存在的主要问题(床温控制、细颗粒的停留时间及气固横向混合)及其工程对策的缺陷,用试验方法探索利用改变出口结构来增加颗粒的内循环;研究了多种循环流化床的出口几何结构在不同操作条件下对床内流动特性的影响机理。试验表明,循环流化床锅炉出口几何结构对床内轴向密度的影响很大,选择合理的出口几何结构,可以在循环流化床锅炉运行条件范围内增强床顶部甚至全床的床密度,增强颗粒的内循环,从而增加颗粒在床内的停留时间。     

湿颗粒的振动流化特性实验研究

在床体尺寸为140 mm×70 mm×600 mm的振动流化床中开展了湿颗粒振动流化特性实验,研究了振动强度Γ(0~1.2)、含液量W(0~6.8%)、粒径dp(1.0~2.6 mm)对D类湿颗粒振动流化特性(流型、床层压降、最小流化速度)规律的影响.结果表明:湿颗粒振动流化床可以显著改善床层内的沟流现象,使流化更稳定.降速过程中,固定床阶段湿颗粒振动床床层压降ΔP明显大于湿颗粒普通流化床压降,而在第2流化阶段两者压降相近;同时,湿颗粒振动流化床压降随含液量的增加先降低后增加.在湿颗粒振动床中,随着振动强度的增大,最小流化速度减小;随着含液量上升,最小流化速度先增加后下降;随着颗粒粒径的增大,最小流化速度增加.最后得出了D类湿颗粒振动流化床最小流化速度的计算关联式.     

不同挥发分煤在循环床中燃烧时NOx排放的实验研究

在循环流化床实验台上，以地东北地区两种典型煤，彩屯煤和俊德煤分别进行了燃烧时ＮＯｘ排放的实验研究。考察了不同的流化床温度、一次风率、二次风口位置及比例和循环倍率对ＮＯｘ排放浓度的影响。表明：在循环床温度范围，温度对ＮＯｘ排放浓度影响不显著；     

振动参数对振动流化床干燥特性的影响

以酒糟、酱油渣、玉米和小麦为试验物料，以振动强度为振动参数的综合指标，在振动流化实验台上，分析了振动参数对振动流化床干燥特性的影响．提出了最佳振动强度的概念，给出了玉米最佳振动强度的经验式；利用临界振动强度和最佳振动强度的概念，从机理上解释了振动参数对等速干燥段和降速干燥段的干燥特性如何影响的问题．另外，还进行了振动参数与其他工艺参数的交互作用分析．     

圆柱体重质大块物在鼓泡流化床中停留时间

在带倾斜布风板和定向风帽的鼓泡流化床上,采用电容层析成像示踪法,研究了床内密相区内不同尺寸的单个等高圆柱体重质大块物在不同流化风速下的停留时间分布特性。通过对实验结果的统计学分析和大块物在流化床内的受力分析,探讨了流化风速、大块物尺寸对圆柱体大块物停留时间的影响。研究发现:圆柱体大块物在床内的平均停留时间随流化风速的升高先快速降低,后缓慢降低,最终趋于某一定值;受大块物下落状态、流场速度压力脉动等随机因素影响,大块物在床内停留时间分布曲线较宽;与尺寸较小的大块物相比,尺寸较大的大块物与布风板的摩擦系数较小,因而停留时间短。该研究成果可为流化床排渣设计提供参考。     

糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理研究

为了研究糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理,在小型鼓泡流化床实验装置上,以石英砂作为床料,对糠醛渣在不同温度(750、800、850、900℃)下燃烧过程中床料的粘结现象进行了实验研究并对其机理进行了探讨。实验结果表明:在实验时间范围内(6h),只有900℃工况出现了床料粘结失流现象。通过对实验后的床料和结团分别进行X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜/射线能谱仪(SEM/EDS)分析表明,不同温度下床料粘结失流特性不同的根本原因在于糠醛渣灰中主要碱金属钾盐存在的形式不同,750℃为KCl,800℃为KCl和K2SO4混合物,800℃以上则为含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物,而复杂化合物的熔点在900℃左右。因此,说明含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物熔融对糠醛渣流态化燃烧床料粘结失流具有重要作用。实验结果对糠醛渣流化床锅炉燃烧温度的选取具有较重要的参考价值。     

生物质与煤共气化制取氢气的试验

采用单一流化床二步气化方法,在流化床中用纯水蒸汽做气化剂进行生物质与煤共气化制取氢气的工艺试验.研究了反应温度、生物质与煤的质量比值、水蒸气和生物质的质量比值m(S)/m(B)等参数对产氢量的影响,同时考察不同工作条件下的焦油质量浓度.通过对气体成分和产率的试验分析计算出氢气的实际产量和最大产量.试验结果表明,反应温度和水蒸气量是提高氢气实际产量以及潜在产量的重要参数.当反应温度区间在950～1 000 ℃,m(S)/m(B)为0.9,生物质与煤的质量比值为4/1时,每千克无灰干基生物质和煤的实际产氢量为68.25 g,潜在产氢量最大值可达138.01 g.     

气固两相流化床中煤炭分层行为的研究

通过研究气固两相流化床中具有不同物性 (密度、粒度 )煤炭的分层规律 ,揭示了不同粒度和密度的煤炭在流化床中的分层机理 ,定量确定了能与流化床中的固有加重质混杂在一起的煤炭粒级 ,提出了气固流化床中煤炭的三级分布理论 图 3,表 4,参 7     

燃煤流化床中CaO催化还原N2O机理研究

应用热失重与傅立叶红外光谱联用仪研究了CaO在流化床燃煤气氛下对N2O的分解还原机理。实验结果表明CaO的催化作用使N2O浓度降低的初始温度由1150K降低至1050K;在CO的作用下N2O降低的初始温度由1050K降低至1000K。对实际流化床燃煤过程中CaO的作用分析认为,CaO对N2O的催化分解能力与煤的含硫量密切相关;它与HCN的气固反应减少了产生N2O的来源以及CaO对N2O的多相催化反应是降低N2O的主要原因之一。     

增压流化床锅炉启动特性研究

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和15MW PFBC－CC联合循环中试电站60t/h蒸发量的PFBC锅炉上进行了增压流化床锅炉启动特性试验研究。试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性;研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面积、静止床高、热烟气温度和烟气流量等参数对启动过程的影响规律,验证了为增压流化床锅炉特制的启动系统中带有气封结构的风室的可靠性,考察了增压流化床在深床运动中实施压火后,能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量的变化。在实验室规模装置上得到的较翔实和完整的结构设计参数和试验结果,已经成功地庆用于中试装置的启动运行。研究结果对大型常压和增压流化床锅炉的启动运动有积极的借鉴和指导意义。     

Unburned Carbon Loss in Fly Ash of CFB Boilers Burning Hard Coal

The unburned carbon loss in fly ash of circulating fluidized bed (CFB) boilers, most of which are burning active fuels such as lignite or peat, is normally very low. However, most CFB boilers in China usually burn hard coals such as anthracite and bituminous coal and coal wastes, so the carbon content in the fly ash from these boilers is higher than expected. This paper investigates the source of unburned carbon in the fly ash of CFB boilers burning hard coal through a series of field tests and laboratory investigations. The char behavior during combustion, including fragmentation and deactivation, which is related to the parent coal, has an important impact on the carbon burnout in CFB boilers. The research shows that char deactivation occurs during char burnout in fluidized bed combustion, especially for large particles of low rank coal. The uneven mixing of solids and air in the core region of the furnace also causes poor burnout of carbon in CFB fly ash. An index describing the volatile content (as dry ash free basis) over the heating value is proposed to present the coal rank. The coal combustion efficiency is shown to be strongly connected with this coal index. Several changes in the CFB boiler design are suggested to reduce the unburned carbon loss in the fly ash.     

煤粉在流化喷吹罐内流化行为

利用自行研制的煤粉输送性能测定装置，研究了煤粉在流化喷吹罐内的流化行为。结果表明：煤粉在流化喷吹罐内的流化是一个逐步实现的过程，煤粉实现流化的实际临界流化速度大于理论临界流化速度，根据煤粉的运动状态，煤粉的流化过程可以分为固定床、流化床和气流床三个阶段。     

WaveBehaviorofVibratingFluidizedBeds

ＷａｖｅＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＶｉｂｒａｔｉｎｇＦｌｕｉｄｉｚｅｄＢｅｄｓＷａｎｇＴｉｎｇｊｉｅ（王亭杰），ＷａｎｇＺｈａｎｗｅｎ（汪展文）ＪｉｎＹｏｎｇ（金涌），ＹｕＺｈｉｑｉｎｇ（俞芷青）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ...     

旋涡流化床气相污染物的防治

在一旋涡流化床热态试验台上利用两种煤分别进行了控制NO_x和SO_2生成的试验研究,考察了二次风份额、床温、流化速度、过剩空气系数和旋流数的影响规律。结果表明,旋涡流化床低温分级燃烧、细颗粒的长时间停留以及强烈的横向扩散和混合能有效地抑制NO_x的生成,降低SO_2和NO_x的排放。     

龙口油页岩半焦燃烧破碎特性研究

为了对流化燃烧中颗粒粒径分布进行研究,把固定床加热或燃烧处理后的半焦在小型流化床实验台上进行常温流化实验,对破碎特性进行研究,并且与常温流化处理和850℃流化燃烧实验进行对比,研究引发一次破碎和二次破碎的热应力、挥发分析出的膨胀压力和碰撞之间的关系,以及粒径和外形对这些力的影响。结果显示热应力和挥发分析出产生的膨胀压力导致一次破碎并改变颗粒内部结构,随着粒径增大一次破碎加剧,这种趋势受外形变化影响。燃烧增加热应力和膨胀压力加剧一次破碎。碰撞本身能造成的破碎很少,二次破碎主要由于热应力和膨胀压力降低了颗粒强度,流化时更易破碎。