水泥分解炉入炉煤粉低位热值在线估计

为解决分解炉入炉煤粉低位热值无法实时监测的问题,通过实时监测分解炉出口温度、分解炉喷煤量、生料下料量、三次风温和三次风量的变化来监测和分析煤粉低位热值的变化,并计算煤粉低位热值的估计值。煤粉低位热值在线估计系统已经应用于工业现场,现场运行效果表明,煤粉低位热值的实际值和估计值误差很小,系统运行效果良好,对操作员起到了很好的指导作用。     

水泥三喷腾分解炉煅烧过程数值模拟研究

为了深入研究分解炉内的煅烧过程,提高煅烧效果,运用Fluent软件对国内某水泥公司4 500 t/d TTF分解炉进行了数值建模。在选取Standard k-ε模型、离散相模型和组分传输模型模拟出流场和温度场的基础上,分析了煤粉燃烧过程及生料角度、三次风速度和温度对炉内煅烧过程的影响。结果表明:生料入射角度对分解率有较大的影响;三次风速度较大时,生料分解率和焦炭燃烬率也较高;三次风温度升高,会引起助燃空气不足,降低焦炭反应活性,从而降低燃烬率;通过优化3个参数,CaCO_3分解率达到90.3%,焦炭燃烬率达到88.0%。开展水泥分解炉煅烧过程数值模拟研究并将之应用于实际工程项目中,可为优化水泥生产工况提供理论参考,对水泥工业与资源环境的协调发展具有较大的现实意义。     

喷旋管道式分解炉内燃烧、分解过程的CFD模拟

针对水泥分解炉内煤粉燃烧、生料颗粒分解过程共存的特点，提出了相应的计算模型与方法，以CFX4为基础。采用用户软件，二次开发出模拟该现象的工程计算软件，并以工业化中实际使用的5500t／d的喷旋管道分解炉为对象，计算分析了炉内的煤粉燃烧、生料分解率在空间上的变化规律。探讨了炉内的湍流速度场及高温火焰燃烧区域、空气组分、颗粒体积浓度等的空间分布特征，指出了进一步优化的方向。     

模糊控制及其在水泥分解炉的应用

分析了影响水泥回转窑分解炉的多种因素,提出在VC环境下通过OPC接口技术与DCS控制系统进行数据交换,实现了VC环境下的模糊控制算法在水泥回转窑分解炉部分控制中的成功应用。     

煤焦还原NO的实验研究

利用高温气固悬浮反应实验台对水泥工业预分解炉中不同煤焦(烟煤和无烟煤)还原NO的反应进行了模拟实验研究,并对还原机理进行了深入的分析.研究结果表明,不同种类的煤焦由于自身物理化学特性的差异,其还原NO的能力有所不同;在生料存在下,生料明显地对煤焦还原NO的反应有正催化作用,大大加速了煤焦还原NO的能力.并且,生料主要是通过CaCO3煅烧分解生成的CaO起主要催化作用的,生料最终的催化作用决定于各氧化物催化作用的相对大小.     

煤粉炉联产水泥熟料Q相矿物形成机制研究

选用分析纯CaO、SiO2、Al2O3和MgO为实验原料,首先在实验室高温电阻炉炉内开展了单矿物2CaO.Al2O3.SiO2转变为Q相矿物的反应机制实验研究.对获得的熟料样品分别进行XRD、SEM和EDS图谱分析,实验结果表明单矿物2CaO.Al2O3.SiO2能与适量的CaO、MgO反应生成具有良好水化活性的Q相矿物.选取低硫兖州煤和高硫长广煤为实验煤种,在两段多相反应实验台上进行联产水泥熟料过程Q相矿物的生成实验,对所得熟料进行矿物组成X射线衍射分析,结果表明低硫兖州煤和高硫长广煤联产水泥熟料,当混合煤粉中添加适量的CaO、MgO时,联产熟料中有Q相矿物的生成,联产过程中Q相矿物的生成机制与单矿物2CaO.Al2O3.SiO2转化为Q相矿物的反应机制相一致.     

水泥分解炉SNCR脱硝的数值模拟研究

选取吉林某3 200 t/d新型干法水泥生产线为研究对象,使用Ansys-Fluent软件进行仿真数值模拟,在得到分解炉内部热态规律的基础上,探究影响喷氨脱硝效果的因素。实验分别研究了喷氨高度、喷氨速度、喷氨角度、氨氮比、氨水雾化粒径、喷氨深度、喷口数量各因素对脱硝效果的影响。结果表明:优化后的喷氨高度为42 m,喷氨速度为80 m/s,喷氨角度为0°,氨氮比为1.8,氨水雾化粒径为100μm,喷氨深度为750 mm,喷口数量为4个,沿圆周呈90°均匀分布。在此优化工况条件下,可以达到76.89%的脱硝效率。     

电厂煤粉炉联产高硅硫铝酸盐水泥熟料试验

在对不同系列水泥熟料化学和矿物组成分析的基础上,进行了水泥主要原料和煤灰渣化学成分的比较,分析了高硫煤联产水泥熟料的可行性及联产水泥熟料的品种,提出了高硫煤联产硫铝酸盐水泥熟料的配料方案,并在两段多相试验台进行了长广煤联产水泥熟料试验研究,结果表明联产样品熟料为高硅硫铝酸盐水泥熟料。     

基于水泥分解炉工况分析的优化控制

要对水泥分解炉达到优化控制,必须对其工况进行识别,针对不同的工况对其进行有效控制.通过对分解炉模型的辨识,采用无监督的模糊c-均值的聚类方法对其工况进行分类识别,根据先进控制算法进行PID参数寻优,最后通过T-S模糊模型将调整后的最优PID参数应用于现场.     

分解炉内湍流流场的数学模型建立

对分解炉内气体湍流流场的数学模型建立进行了讨论,并对国内常见的喷腾式和喷旋式分解炉进行了分析,提出两种数学模型,为优化分解炉结构设计提供了理论依据。     

煤焦还原法脱硝技术研究

为了更有效地控制燃煤烟气中NO的排放,通过模拟工业锅炉燃煤烟气,在固定床反应器中进行脱硝反应,研究了煤焦种类、反应条件、烟气成分等因素对NO转化率的影响。结果表明:在所考察的3种煤焦中,工业兰炭适合作为实验煤焦,其粒径为0.6~1.0mm较为适宜;随着温度的增加,NO转化率逐渐增加,在温度为700℃、空速为10 000h-1的条件下,NO转化率可达99%;随着空速的增加,NO转化率逐渐减少,但在700℃时空速变化对NO转化率没有影响;在无氧条件下,NO浓度变化对NO转化率没有影响;相同温度下,有氧存在时NO转化率较无氧时NO转化率高,O2浓度达4%(体积分数)时NO转化率最高;在有氧条件下,SO2和CO2的浓度变化对NO转化率没有影响。     

滴管炉中煤粉燃烧NO_x生成量的实验研究

在滴管炉中对１２ 种煤进行了热解实验和燃烧实验．研究了煤中的氮在热解过程中生成的中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 与煤种的关系，煤的成分以及中间产物ＮＨ３ 和ＨＣＮ 对煤燃烧中ＮＯｘ 生成量的影响．并提出了用ＶｒＮｆφ（ＨＣＮ）／φ（ＮＨ３） 的值作为预测指数来预测不同煤种在燃烧中的ＮＯｘ 生成量．     

Kinetic studies on the reduction of iron ore nuggets by devolatilization of lean-grade coal

An isothermal kinetic study of a novel technique for reducing agglomerated iron ore by volatiles released by pyrolysis of lean-grade non-coking coal was carried out at temperature from 1050 to 1200°C for 10–120 min. The reduced samples were characterized by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and chemical analysis. A good degree of metallization and reduction was achieved. Gas diffusion through the solid was identified as the reaction-rate-controlling resistance; however, during the initial period, particularly at lower temperatures, resistance to interfacial chemical reaction was also significant, though not dominant. The apparent rate constant was observed to increase marginally with decreasing size of the particles constituting the nuggets. The apparent activation energy of reduction was estimated to be in the range from 49.640 to 51.220 kJ/mol and was not observed to be affected by the particle size. The sulfur and carbon contents in the reduced samples were also determined.     

变温工况下甲烷对SNCR脱硝性能的影响

为了解燃煤锅炉变温条件下甲烷对选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction, SNCR)方法脱硝性能的影响,考察了4种化学反应模型的适用性,在此基础上,选择了能较好反映出低温、长停留时间下SNCR效果的AA模型,计算了变温工况下不同甲烷喷入量对NO脱除效率的影响.结果表明,喷入RCH4(CH4与NO的体积分数之比)=0.5～2.0的甲烷可显著降低SNCR过程中NO与NH3发生反应的温度,提高NO脱除效率;考虑到CH4和CO的不完全燃烧, RCH4=0.5是较适宜的甲烷添加比例,过高CH4喷入量将导致CO排放增加,成为限制NO脱除效率的瓶颈.     

流化床焦炭燃烧过程中NO排放特性的实验研究

在一小型流化床试验台上进行了焦崔制备和焦炭燃烧实验，研究了热解温度、煤种、粒径等因素对焦炭燃烧过程中焦炭Ｎ转化为ＮＯ的影响。     

煤及煤焦孔隙结构的研究——Ⅱ.煤及煤焦孔隙结构特徵与气化反应性的关系

用加压热天平研究了九种不同品位的煤焦在CO_2气氛中的反应活性,测定了一种褐煤和一种无烟煤以及它们的煤焦的总孔容积,孔容积分布和比表面积,也测定了在气化过程中这些孔结构特徵的变化。褐煤焦的高活性是由于它们具有较高的总孔容积和比表面积。除灰无烟煤焦活性增加5倍,是由于孔结构特徵的变化,褐煤焦在气化过程中反应活性的变化同样由于孔容积和表面积的变化。     

煤热解过程中NO_x前驱物气体脱除的探讨

研究了不同热解条件下煤中氮的释放 ,三个不同煤阶的中国煤样在 5 0 0～ 90 0℃之间以固定床和滴落式的反应器进行热解 ;考察了煤种、终温、粒径对于NOx 前驱物 (NH3 和HCN)在热解过程中释放的影响 ;产生的含氮气体 (NH3 和HCN)被相应的酸和碱吸收后用离子色谱测量