煤热解过程中汞析出与汞吸附特性研究

采用煤热解释放出汞,并对热解气体进行汞吸附脱除的燃烧前脱汞的技术路线.在程序升温管式炉系统中,实验研究了大同煤和宝日希勒煤,在N2气氛下热解过程中汞析出和汞吸附的特性.热解结果表明:温度是影响煤热解过程中汞释放的主要因素.随热解温度升高,汞释放率急剧上升,在600℃时两种煤中汞释放率达90%以上;被释放的汞蒸气中以元素汞为主.随停留时间的延长和加热速率的升高,煤中汞释放率显著增加;汞析出仍以元素汞为主.考察了四种吸附剂活性炭、飞灰、Ca(OH)2和5%KMnO4改性Ca(OH)2,对大同煤热解气体中汞的吸附特性.结果表明:随热解温度的升高,四种吸附荆的单位汞吸附量均增大;其中活性炭具有较强的汞吸附能力,吸附率达92%以上;飞灰和另外两种钙基吸附剂的汞吸附率在73%～85%之间变化.     

第二代增压流化床煤部分气化炉单元中间试验研究

在热输入为2 MW加压喷动流化床煤部分气化中试试验装置上,对所构建的煤气化试验系统进行了工艺及装置试验研究,在此基础上进行了连续12 h的煤部分气化试验,以考察工艺参数对气化行为的影响.试验结果表明:中试装置的各分系统设计合理,全系统能协调稳定运行,能为第二代增压流化床联合循环发电系统(2G PFBC-CC)的下游单元提供合格的煤气和半焦;在较高的气化温度下,煤气中甲烷质量分数由于二次热解而降低,碳转化率增加;提高了入炉的蒸汽量,煤气中氢气质量分数明显上升.     

ESP飞灰对燃煤锅炉烟气汞的吸附特性

用氮气(N2)等温吸附(77K)测量了一座600MW煤粉锅炉电厂静电除尘器(ESP)各个电场飞灰的比表面积、孔径、孔比表面积、孔容积和孔分布,采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDX)分析了飞灰颗粒表面结构和化学组分.结果表明,颗粒粒径越小,比表面积越大,飞灰的汞吸附趋于增加.飞灰含碳量与汞含量呈正相关关系,亚微米级颗粒物对汞的吸附不仅与其比表面积有关,而且与其比表面积的利用率有关.静电除尘过程中飞灰的孔隙结构在不断地变化和发展,孔分布越宽越有利于对汞的吸附,微孔越发达且可利用率越高,越有利于汞的被吸附.     

卤化铵盐改性生物质稻壳焦的汞吸附特性

为了研制高效廉价的脱汞吸附剂,选用生物质废弃物稻壳制备稻壳焦,并对其进行NH4Cl和NH4Br化学浸渍改性.利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜和X射线能谱分析仪等,对稻壳焦进行表征.在固定床汞吸附实验台上进行改性前后稻壳焦吸附脱除汞的实验,研究了稻壳粒径、改性剂种类和改性剂添加浓度对汞吸附的影响.实验结果表明,稻壳焦孔隙结构比较发达.随稻壳粒径减小,比表面积和微孔容积减小.改性后的稻壳焦微观形貌有较大改善,稻壳焦表面载氯/溴量显著增加.改性后稻壳焦的汞吸附量提高了约10倍.使用质量分数为1%的改性溶液即可显著提高稻壳焦的汞吸附脱除能力,且NH4Br改性后稻壳焦汞吸附性能略优于NH4Cl改性后稻壳焦.     

旋涡流化床颗粒运动和扬析机理试验研究

对新近开发的旋涡流化床悬浮空间气固两相流动和颗粒扬析进行了理论分析和试验研究,阐明了旋涡流化床特有的颗粒悬浮层的运动规律,得到了颗粒质量流率的分布特点,首次提出旋涡流化床扬析的机理,并对扬析过程进行了系统的研究,获得了使夹带和扬析速率最小时的最佳空气动力条件和二次风喷射角,在冷态试验装置上证实了旋涡流化床较强的颗粒分离作用,研究结果对旋涡流化床锅炉的放大设计和运行有重要参考价值。     

燃煤电站静电除尘器前后汞的形态分布特性

探讨燃煤电站静电除尘器(ESP)前后汞的形态分布特性.采用美国测量燃煤烟气中汞浓度的标准方法——安大略法,对某220 MW“W”型煤粉锅炉系统中烟气经过ESP前后的汞浓度进行现场测试和分析.给出了烟气中氧化汞、元素汞、颗粒汞的分布,得到了煤粉炉系统的汞平衡.烟气在经过ESP前后,汞的分布形态发生了较大的变化,其中氧化汞的浓度下降,元素汞的浓度上升,ESP对汞的综合脱除效率约为36.28%.试验表明,ESP对汞的吸附和脱除作用除与飞灰中的碳含量和颗粒粒径有关外,还可能与吸附于其表面的其他元素的物理化学特性有关.     

球磨时间对模拟飞灰中汞的机械化学稳定化影响

为探明球磨时间对飞灰中汞稳定性的影响,采用全方位行星式球磨机对模拟飞灰中的汞进行机械化学稳定化处理,通过毒性浸出测试评价汞稳定性.利用比表面积分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等分析手段对汞稳定化前后的样品进行表征.结果 表明,未添加S条件下,球磨可提高汞稳定性,归因于粒径与结晶度降低、反应活性增强,发达的孔隙结构...     

水平管入口段内水煤浆流动特性数值模拟

以Eulerian多相流方法为基础建立了水煤浆流动的液固两相流体动力学模型,并对水平管入口段内水煤浆流动进行了模拟.模型采用颗粒动理学理论求解固相本构方程,采用RNGk-ε湍流混合模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动.针对水煤浆中煤粉颗粒的双峰分布特性,将煤粉看作2种大小不同的固相,同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换.模型有效性通过Kaushal等试验结果和水煤浆的压降试验验证.通过模拟考察了入口段内速度及浓度分布过程和入口段长度的变化规律.结果表明:重力和颗粒间的相互作用对浓度和速度分布过程具有重要影响;固相体积分数在30%~49.5%范围内,入口段长度随浓度的增加而减小,随平均流速(0.2~5.0m/s)先增加后减小.     

液体性质对气泡雾化液滴不稳定性的影响

为了改善气泡喷嘴雾化性能,利用基于液滴统计学的理想雾化理论模型研究了液体性质对气泡雾化液滴不稳定性的影响.同时,采用高速摄影技术分析了气泡喷嘴内部气液两相流动及喷口雾化状况,探究了雾化液滴产生不稳定现象的根本原因.实验结果表明,气泡喷嘴雾化本身具有不稳定性,且雾化下游场中不同粒径的液滴均表现出不稳定性.当喷嘴内部气液两相处于气泡流时,喷口处单个气泡的破裂可导致雾化下游场中液滴不稳定;当气液两相处于过渡流时,单个气泡、液体以及较长气柱交替流经喷口会造成气泡雾化液滴不稳定;当气液两相处于环状流时,液桥现象的存在致使雾化下游场液滴不稳定.增加牛顿流体的黏度或者降低非牛顿流体剪切变稀的强度能够有效降低雾化液滴的不稳定性.     

煤气化半焦的孔隙结构

用氮气等温吸附(77K)方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET比表面积,并通过BJH法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布．结果表明,原煤在转化为半焦的过程中,孔隙结构变得发达,比表面积、孔比表面积和孔容积明显增大．实验发现半焦的孔比表面积和孔容积分布曲线存在2个明显的峰值,第1个尖峰对应的孔径稍小于2nm,说明微孔的比表面积大大增加;第2个尖峰对应的孔径在3.8nm左右,说明中孔的比表面积增加很快以至于出现了中孔的扩展．加压气化后的半焦孔隙结构更加发达,加压气化比常压气化更能促进半焦孔隙的生成和发展．