催化剂对高热煤燃烧特性的影响研究

利用碱金属类催化剂对高热煤进行催化燃烧实验,实验使用综合热重分析仪研究了煤粉中添加催化剂后其燃烧特性。实验研究结果表明,煤的燃烧受催化剂种类及担载量的影响,Na Cl、Ca CO3、Ce O2、Fe2O3对煤粉燃烧都有或多或少的催化作用,且催化作用的方向不同。Fe2O3使煤粉燃烧更剧烈;Ca CO3、Ce O2降低煤粉燃烧的放热量,使煤粉燃烧不稳定;Na Cl的加入,对煤粉燃烧燃烧点没有太大的影响,但是出现波峰的峰值较大,提高了煤粉燃烧的放热量,且后期再次出现波峰,增加了煤粉持续燃烧的能力。Na Cl的最佳添加量为10%。     

炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响

通过在炼焦配煤中添加不同配比的加拿大精矿粉、澳大利亚FMG粉和鄂西高磷铁矿粉炼制铁焦,并对其显微强度、相对密度、气孔率、冷强度、反应性、反应后强度和气化反应开始温度进行分析,探讨配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响。结果表明,在配合煤中添加质量分数为15%的加拿大精矿粉所制得的铁焦在反应性高的情况下,具有合适的反应后强度;金属铁对焦炭气化反应具有正催化作用。     

不同密度级别无烟煤粉催化燃烧研究

利用热重法研究了K₂CO₃对不同密度无烟煤煤粉燃烧特性和动力学的影响。结果表明:K₂CO₃能够改善煤粉的燃烧性能; 在K₂CO₃溶液最佳添加量浓度为 15%时, 低密度煤粉着火温度降低 56.7℃,中密度煤粉着火温度降低 30℃;随着K₂CO₃负载量的增加, 煤样的最大失重速率对应的温度先降低后升高, 但均低于原煤; 由于中密度煤粉矿物质含量高, K⁺离子含量低,在最佳催化剂含量下, K₂CO₃对低密度煤粉的催化作用优于对中密度煤粉的催化作用; K₂CO₃催化煤燃烧机理可用氧转移理论解释; K₂CO₃可减小体系表观活化能。     

铁焦初始反应温度影响因素分析

通过在炼焦配煤中分别添加加拿大BLC、澳大利亚FMC和中国鄂西铁矿粉炼制铁焦,研究添加铁矿粉的种类及配比、入炉煤的性质和堆积密度等对铁焦初始反应温度的影响。结果表明,在配煤中添加10%铁矿粉所制铁焦的初始反应温度显著降低,其中添加鄂西铁矿粉所制铁焦的初始反应温度最低,比添加加拿大BLC铁矿粉所制铁焦的初始反应温度低54℃;铁焦的初始反应温度随铁矿粉中SiO2含量的增加而降低;随着炼焦配煤中添加铁矿粉比例的增加,铁焦的初始反应温度呈线性降低,当添加20%加拿大BLC铁矿粉时,铁焦的初始反应温度较未添加时低255℃;入炉煤的性质和堆积密度对铁焦初始反应温度的影响较小。     

天然矿物添加剂对高炉喷吹煤粉燃烧特性的影响

利用热分析法研究了大贵白云石、荣富镁石、东燃镁石、里领石灰石和方解石五种天然矿物添加剂对无烟煤燃烧过程的影响.考察了着火温度、最大燃烧速率、挥发分释放特性指数和燃尽特征指数等燃烧特征参数,求出了反应动力学参数活化能Ea和指前因子A.实验结果表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石能够显著促进煤粉的燃烧过程,降低着火温度,增大煤粉的挥发分释放特征指数D和煤粉的燃尽特性指数Cb,使最大燃烧速率前移至挥发分着火燃烧阶段;里领石灰石和方解石则相反.同时,动力学计算表明:大贵白云石、荣富镁石和东燃镁石使煤粉的活化能分别降低10.4%、14.5%和10.7%,对煤粉燃烧有助燃作用;里领石灰石和方解石使煤粉的活化能分别提高2.0%和4.3%,对煤粉燃烧没有助燃作用.     

铁矿粉和煤粉复合等温还原

通过铁矿粉和煤粉复合圆柱试样在１１００－１２５０℃等还原，研究了还原温度、还原时间和Ｗ煤粉／Ｗ矿粉比对还原度的影响，确定了适宜配煤量，用积分法了不同还原阶段 表观活化能，通过化学分析和电镜观察，检查了试样沿直径方向的还原均匀程度。     

添加剂对高炉喷吹煤粉燃烧性能的影响研究

本次实验测定碳酸钙、氧化钙、氧化铁、二氧化锰以及氧化镧五种添加剂分别对煤粉燃烧性能的影响。将实验得出的数据通过与仪器配套的计算机软件进行取值分析,得出结论是各添加剂的助燃效果最好时的百分含量为:碳酸钙添加剂含量4%,氧化钙添加剂含量5%,氧化铁添加剂含量3%,添加剂二氧化锰含量2%和5%,氧化镧添加含量为1%,4%和6%。根据综合曲线分析,推荐使用二氧化锰、氧化镧和氧化铁。     

锰矿掺杂PbO_2电极电催化氧化对硝基苯酚废水的研究

以自制的掺杂锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合电极为阳极,不锈钢片为阴极对对硝基苯酚(p-NP)模拟废水进行了电解氧化处理.结果表明,掺杂适量锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合电极具有良好催化氧化p-NP的性能,在以NaCl为电解质的体系中,电解效果明显高于其他电解质体系.在电解体系为弱碱性,电解质为10 g/L NaCl,电流密度为30 mA/cm2条件下,电解2 h后p-NP的去除率可达到99.43%.     

硼粉燃烧热测试中助燃剂选取的研究

为了提高助燃法测试硼粉燃烧热值的准确性,探寻助燃剂选取的规律原则,分别选用含硼推进剂研制领域常见的苯甲酸、90方片药、镁粉、某火箭推进剂测试标准药四种物质作为助燃剂,采用干法和湿法两种混合方式,在GR3500氧弹量热计中测试了95级无定形硼粉的燃烧热,进行对比实验研究。结果显示:不加助燃剂,直接测试硼粉燃烧热,点火失败;采用不同的助燃剂,硼粉的燃烧效率不同。分析认为选择的助燃剂应具有易引燃、高热值、高燃温、低成气率的特点,同时燃速应和硼粉相匹配,化学性质应和硼粉具有良好的相容性。另外,混合试样中,助燃剂和硼粉结合地越紧密,混合地越均匀,越能发挥助燃作用.相比于干法混合,湿法混合制作固态药条试样测试硼粉燃烧热值时,硼粉燃烧效率更高。     

Fe2O3和CaO添加剂对煤粉燃烧性能的影响及相关动力学研究

喷吹煤粉在高炉内的燃烧特性被认为是确定适宜喷煤量的关键参数。本文通过热重分析法考察了Fe₂O₃和CaO两种添加剂对煤粉燃烧特性的影响。结果表明:Fe₂O₃和CaO对煤粉燃烧都有促进作用。煤粉的着火指数（C_i）,燃尽指数（D_b）和综合燃烧指数（S_n）都得到不同程度的改善。当Fe₂O₃添加比例由0增至5.0wt%时,S_n由1.37×10?6增至2.16×10?6 %2·min?2·°C?3。同时,研究采用Coats-Redfern method来解析煤粉燃烧动力学过程。结果表明:配加添加剂后,煤粉燃烧活化能（E）逐渐降低。当Fe₂O₃添加比例由0增至5.0wt%时,E由56.54降至35.75 kJ?mol?1,这也再次证明了添加剂对煤粉的燃烧有促进作用。此外,高炉喷煤过程使用纯Fe₂O₃和CaO物质是不经济的。出于成本考虑,研究选取含有Fe₂O₃和CaO物质的除尘灰作为添加剂,开展了相关的研究,并获得了同样的效果。因此,含Fe₂O₃和CaO物质的除尘灰是煤粉助燃剂的潜在选择,该方法也为处置除尘灰类固废提供了一种可行的方向。     

钢厂煤气混烧锅炉运行优化的试验研究

对某钢厂煤气混烧锅炉进行高炉煤气和焦炉煤气掺烧调整试验,分析掺烧对锅炉排烟温度、飞灰含碳量和过热蒸汽温度等的影响,并对锅炉运行进行了优化。结果表明,当高炉煤气掺烧热值比为30%且焦炉煤气掺烧热值比为40%时,锅炉热效率达到80.9%,这样既保证了锅炉较高的热效率,又实现了高炉煤气的较大比例掺烧,解决了其大量过剩问题,具有较好的经济性。     

温度对NOx生成影响的数值模拟

煤粉的高效、低污染燃烧一直都是国际社会共同关注的焦点问题。采用非预混燃烧模型,模拟煤粉在炉膛内燃烧过程氮氧化物（NOx）的生成,分析比较了燃烧温度对热力型NOx和燃料型NOx的生成速率、炉内的组分以及煤粉颗粒在炉膛中的停留时间等的影响,并对NOx控制技术研究进行了分析与归纳,并得出结论。随着燃烧温度增高,热力型NOx成指数关系增长,燃料型NOx的生成速率是降低的,还原速率是升高的。     

混煤燃烧特性及污染物形成规律的研究

采用热天平和滴管炉对几种单一煤及混煤的着火、燃烧、燃尽特性进行了测定,初步分析了挥发分含量及混合比对混煤燃烧性能的影响;同时对混煤的灰渣形成特性和NO_x形成规律进行了研究.根据试验结果,用模糊数学方法进行综合评判,确定了最佳混合比,为大型电站锅炉混煤燃烧的安全、经济和清洁运行提供了科学依据.     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动、煤粉挥发分的热解和燃烧、残炭的燃烧、辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型．模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧;由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧．     

煤中掺混生物质混烧的热重分析及动力学特性

松木屑作为一种废弃的生物质资源,如能将其回收与煤粉掺混后作为锅炉燃料燃烧将具有重大的意义。利用热重分析仪研究了印尼煤与松木屑不同掺混比例(0%、15%、30%、45%、100%)对煤粉燃烧特性的影响,并计算出各掺混不同比例生物质下的动力学参数。结果表明:煤粉中掺混不同比例的松木屑燃烧后其着火温度提高,燃尽温度降低,综合燃烧特性指数降低;在掺混比例为15%时对煤的燃烧特性曲线影响不大,所以掺混15%的生物质是最合理的。随着生物质掺混比例的增加其活化能减少,频率因子降低,在掺混比例为15%时活化能最小,再增加比例后其活化能变化不大。不同掺混比例下反应活化能和频率因子之间存在动力学补偿效应。     

提质煤与高炉喷吹用烟煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析仪对提质煤与高炉喷吹用烟煤单独燃烧过程、不同比例混合燃烧过程进行了研究。考察了提质煤添加量与混煤燃烧的特征参数、相互影响程度之间的相关性,并用DAEM动力学模型计算了不同提质煤配加量时混煤的活化能。结果表明:提质煤单独燃烧速率要快于高炉喷吹用烟煤单独燃烧速率;随着提质煤配比的增加,混煤着火温度降低,可燃指数和综合燃烧特性指数增大,燃烧性能变好;提质煤与烟煤混燃相互作用因子K值均大于1,两者在燃烧过程中具有相互促进作用;随着提质煤配比量的增加,混煤的活化能逐渐降低,混煤燃烧活性逐渐变强。     

旋流煤粉燃烧第四类稳燃技术

将国内外旋流燃烧器现有的稳燃措施根据其稳燃原理分为3类.分类分析现有稳燃措施不能适应低挥发分煤稳燃的原因和存在的问题,分析得出:扩口、扩流锥、浓淡燃烧、齿环稳燃器等稳燃措施都没有考虑煤粉气流进入炉膛后与高温烟气迅速混合问题.在这些稳燃措施的流场中,煤粉气流进入炉膛,除脉动外,首先沿回流区外缘流动,向外扩张,与二次风混合过早,而并不迅速与热烟气混合;煤粉气流与高温烟气的混合动力为二者之间的横向湍流脉动,混合强度弱.因此,对于低挥发分煤不能起到良好的稳燃作用.提出了第4类稳燃技术花瓣稳燃器,该技术充分考虑了煤粉气流与高温烟气间的掺混速度和前期掺混强度.花瓣稳燃器能够在其背流面形成轴向和径向多种回流区,使得煤粉颗粒与高温烟气间的混合动力除横向湍流脉动外还有宏观对流混合,加大了二者之间的热质交换强度.     

分级燃烧及煤粉细度对NO_x排放浓度的影响

在一台９２．９ｋＷ／ｈ的卧式煤粉燃烧炉上进行了不同煤种、不同细度的分级燃烧试验．实验发现：分级燃烧对高挥发分煤种以及同一煤种的细煤粉的ＮＯｘ排放浓度的降低效果更显著;对于同一煤种,细煤粉的飞灰含碳量较粗煤粉低,而且随着分级程度的增加,细煤粉的飞灰含碳量的增加幅度较粗煤粉小;在一次风喷口安装钝体稳燃器时可提高燃烧效率、降低ＮＯｘ．