煤粉浓缩器对旋流煤粉燃烧NO排放影响的研究

为研制低污染旋流煤粉燃烧器,研究了煤粉浓缩器中旋流煤粉燃烧时NO的排放情况.用相位多普勒测速仪对在浓缩器中加入或不加入物料时的冷态两相流动速度,湍动能以及颗粒浓度进行了实验研究.用生成NO的统一二阶矩代数模型、HCN释放的简化Solomon模型和煤粉燃烧的全双流体模型,就浓缩器对旋流煤粉燃烧器NO生成的影响进行了数值模拟,给出了湍流动能、煤粉浓度、温度和NO浓度分布.冷态实验结果和数值模拟结果符合较好,两者都表明,煤粉浓缩器增大了回流区内煤粉浓度.热态模拟结果表明,煤粉浓缩器降低了NO生成.     

煤粉燃烧动力学参数的试验

在研究煤粉动力学参数时,采用的方法主要有以下几种热重分析、DTFS和小型热模试验。采用自制的气固反应动力学试验装置,通过气体成分的连续检测,对几种煤粉的反应动力学过程进行了试验研究,并通过数学计算,确定了煤粉燃烧过程的一些动力学参数,如燃烧速率、颗粒表面温度,反应活化能和指前因子。除无烟煤之外,本文还选择烟煤进行了尝试性试验。所得结果,对工业流化床反应器的设计有一定的指导意义。     

超细煤粉燃烧NOx析出特性试验

对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒径、炉膛温度、过量空气系数及煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了试验研究．研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒径煤粉;NOx的排放浓度,随过量空气系数的增加而明显增加;煤种不同,NOx排放规律不同,煤粉超细化后,龙口褐煤的排放量明显减少,晋城无烟煤则变化不大;NOx的排放浓度随温度的升高而升高。     

无烟煤在水泥回转窑中稳定燃烧的关键技术

本文通过分析煤粉气流着火特性和计算煤粉燃烧所需要的时间，指出了影响无烟煤着火和稳定燃烧的主要因素，提出了采用多风道燃烧器、降低煤粉细度和提高二次风温等关键技术，以实现无烟煤在水泥回转窑中稳定燃烧．     

助燃剂对煤粉燃烧等性能的影响

以石灰石、白云石和生石灰等高炉冶炼过程中常用的熔剂做煤粉燃烧助剂，考察了其助燃效果及对煤粉其它性能的影响。     

煤粉锅炉发电同时生产水泥

电厂煤粉锅炉发电同时生产水泥,不影响锅炉的正常出力和安全稳定运行,可以成功地生产出425~#水泥(纯粉煤灰熟料磨制的水泥,如电压降低负荷时,可生产325~#或225~#水泥,以搭配使用出厂,具有显著的经济效益和社会效益。     

煤粉射流燃烧特征试验及数值模拟

对煤粉射流燃烧试验中的Ｏ２，ＣＯ与ＣＯ２的测量表明，煤粉射流最先着火的位置煤粉射半流宽度的中间，二次风的混入最初延缓了煤粉的燃烧，随后又促使煤粉激烈燃烧，数值模拟结果与试验结果符合，可以用来预测和分析煤燃烧过程。     

煤粉燃烧两相流的数值模拟

由于煤粉燃烧受热面区域的气固两相流场测量难度大,为预测煤粉燃烧炉内部流场与两相流浓度场分布规律,以FLUENT为平台,建立了煤粉燃烧炉模型,用PDF来定义燃料成分,气相湍流流动采用标准的k-ε方程模型,气相为无滑移边界条件。颗粒相采用随机轨道模型。利用有限差分法来离散微分方程,对控制方程的求解采用SIMPLE算法。得到了燃烧炉内部温度场,煤液化率的分布规律及煤粉的颗粒轨迹。揭示了挥发分释放与燃烧的过程,剖析了焦炭的燃烧机理,为煤粉在分解炉内的优化燃烧提供了重要的理论参考依据。模拟结果有助于煤粉炉改造和节能。     

臭氧对煤粉燃烧的影响

根据强紫外线辐射空气可产生臭氧的原理,将经紫外辐射后的空气通入热天平与煤粉发生燃烧反应,采用热分析方法研究臭氧对煤粉燃烧的影响.实验表明紫外辐射空气得到的少量臭氧使煤粉燃烧的失重和放热时间提前.对煤粉燃烧的动力学进行分析,结果显示臭氧使煤粉燃烧反应的活化能降低.紫外线激发高温氧气产生氧原子的热力学计算结果表明:温度越高,氧分子越容易被紫外线激发为氧原子.提出了使用强紫外线辐射热风促进高炉喷煤燃烧的设想.     

助燃催化剂对煤粉在高炉喷吹快速热解中的影响

选取KMnO4、Fe2O3、MnO2和CaO作为助燃催化剂,采用H2/Ar等离子体热解试验装置和快速升温热解红外连用试验装置来模拟煤粉在高炉喷吹条件下的快速热解过程,对混合煤粉的快速热解过程进行了研究,得到了助燃催化剂与煤的裂解程度(裂解气体收率)、裂解气体成分的关系,对助燃催化剂的催化裂解机理进行了讨论。     

煤粉射流燃烧特征试验及数值模拟

对煤粉射流燃烧试验中的Ｏ２，ＣＯ和ＣＯ２的测量表明，煤粉射流最先着火的位置在煤粉射流半宽度的中间．二次风的混入最初延缓了煤粉的燃烧，随后又促使煤粉激烈燃烧．数值模拟结果与试验结果符合，可以用来预测和分析煤粉燃烧过程     

湍流粉煤燃烧和稳定性的数值模拟

对炉内粉煤两相湍流燃烧过程作了数值模拟，计算结果与实验数据较为吻合．同时，用气相燃烧的火焰稳定性模型对煤粉燃烧的火焰稳定性作了初步分析，并与实验结果进行了比较     

煤粉高速加热条件下的快速热分解

高炉喷吹煤粉和熔融还原铁浴粉煤气化等高速加热条件下,快速热分解是第一步。为研究1160—1750℃温度条件的这一过程,作者用等离子体加热的实验装置,加热速度可达4.3×10~3—2.4×10~4K/s。实验表明增加温度可明显改善烟煤的快速热分解过程,而旦效果比无烟煤明显得多;但气氛对快速热分解过程的影响不太明显。进而说明了铁浴气化粉煤和氧化介质可分开吹入,有利于控制喷嘴前端过热并减少金属蒸发后进入产品气体之中。     

高炉风口煤粉及回旋区焦炭燃烧过程数学模型

通过对高炉风口粉煤燃烧及回旋区焦炭燃烧过程中高炉工作环境的探讨,得出数值模拟的方法在喷煤高炉风口煤粉及回旋区焦炭燃烧研究中的必要性,回顾了前人应用数值模拟的实验方法在此方面的研究,总结出了煤粉喷吹过程气-粒两相湍流流动数学模型;煤粉挥发分热解及辐射传热数学模型;回旋区焦炭颗粒燃烧能量方程,最后提出了基于CCD技术的数值模拟边界条件设定的新构想.     

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．     

富氧气氛中煤粉燃烧特性改善的实验研究

采用德国Netzsch公司生产的STA409C型热天平研究了神木原煤在不同氧的体积分数下的燃烧行为．试验结果表明：随着氧的体积分数的增大，煤样的着火温度及燃尽温度均呈下降趋势，着火时间提前，燃烧时间缩短，煤粉的综合燃烧特性指数提高；当氧的体积分数小于40％左右时，煤粉燃烧特性的改变较大，当氧的体积分数大于40％时，改善趋势变缓．因此，采用膜法富氧燃烧或助燃时，宜采用的氧的体积分数范围为30％～40％．     

回旋区煤粉燃烧过程与辐射图像的关联性

高炉喷吹煤粉的喷煤枪出口到回旋区中心是煤粉燃烧的关键区域，为建立高炉回旋区煤粉燃烧与辐射图像之间的关联关系，以燃烧过程数值模拟和辐射图像信息与燃烧空间温度分布的关联性为基础，建立了二维辐射图像信息与高炉风口回旋区内三维辐射能的关系。提出将辐射图像信息作为煤粉燃烧过程数值模拟的辐射边界条件，借助燃烧过程数值模拟技术来估计燃烧介质辐射特性参数的非均匀分布，得到了高炉回旋区煤粉燃烧过程数值模拟与辐射图像处理相结合的方法，提出了一种利用二维成像技术测量三维温度场的方法。