煤粉热解特性对其富氧气氛下着火机理的影响

合集下载

CO2O2 气氛下煤粉富氧燃烧特性研究

CO2O2 气氛下煤粉富氧燃烧特性研究

– 9 –《装备维修技术》2020年第2期(总第176期)doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.02.003CO 2/O 2气氛下煤粉富氧燃烧特性研究梁亚飞(华电电力科学研究院有限公司,浙江 杭州 310030)摘要: 近年来,燃煤电厂受到的减排压力越来越大,为了有效控制二氧化碳的排放量,采取科学的技术措施成为电厂及技术研究人员关注的重要内容。

本文围绕CO 2/O 2气氛下煤粉富氧燃烧的议题进行了探讨,分别从煤粉燃烧的特性和燃烧的产物、煤粉燃烧过程中的化学反应动力学方面进行了分析,供相关人士参考。

关键词: 煤粉燃烧;特性;富氧燃烧;燃烧反应动力学引言关于煤粉富氧燃烧最初的方法是利用烟气再循环来提高燃烧效率,控制二氧化碳的排放。

后来随着该技术的发展,研究集中如何实现更高的燃烧效率和环保目标。

本文从煤粉富氧燃烧特性的实验室研究方面进行论述,希望给技术中试和大规模工业化运用提供一些参考和启发。

1. 实验仪器及实验工况主要实验仪器:高温型微机热天平(量程为1~200mg ,坩埚容积为0.06mL ,天平工作温度最高可达1400℃,温度升高速率最高为20℃/min );便携式红外气体分析仪(0~100%二氧化碳的光谱库)实验工况:以纯碳粉做对照,分别对煤焦、纯碳粉、煤粉进行热称量,其中煤焦样品和煤粉样品质量为10mg ,升温速度为20℃/min ,最高温度至1200℃;纯碳粉样品质量为10mg ,升温速度为20℃/min ,最高温度至1400℃。

样品在加热的过程中,高纯度的二氧化碳、氧气以及氮气进行配比然后以混合气体的形式作为反应载体进入到热天平中。

在不同的燃烧气体情况下,每种样品设计三种其他混合配比,分别如下:Q 2/N 2=1:9、Q 2/N 2=2:9、Q 2/N 2=3:9;Q 2/CO 2=1:9、Q 2/CO 2=2:9、Q 2/CO 2=3:9。

每种样品对应的工况为6种。

煤粉燃烧器的燃烧特性分析及优化

煤粉燃烧器的燃烧特性分析及优化

煤粉燃烧器的燃烧特性分析及优化一、引言煤炭是目前全球能源结构中使用最广泛的一种化石燃料。

作为一种高碳含量的燃料,煤炭的燃烧过程不仅会排放大量的二氧化碳等温室气体,还会产生一系列的氮氧化物、硫化物和颗粒物等污染物。

因此,对煤炭的燃烧过程进行研究和优化,对改善大气环境质量、提高能源利用效率具有重要意义。

二、煤粉燃烧器的工作原理煤粉燃烧器是一种用于将煤粉喷入燃烧设备中进行燃烧的装置。

它由供煤系统、风送系统、燃烧系统和废气排放系统等组成。

煤粉燃烧器的工作原理是将煤粉与空气混合后形成可燃混合物,并在高温条件下使其燃烧。

燃烧过程产生的热能被传递给传热介质(如锅炉水),最终转化为蒸汽或热水供给用户。

三、煤粉燃烧器的燃烧特性1. 热传导性能:煤炭的燃烧过程中,热量需要通过煤粉颗粒内部的热传导才能向外传递。

因此,煤粉的热传导性能直接影响燃烧器的效率和燃烧特性。

通常情况下,热传导性能较好的煤粉能够更充分地释放燃烧热量,提高燃烧效率。

2. 可燃性:煤炭的可燃性是指其在一定温度和氧气条件下燃烧所需的最低点火能量。

可燃性较好的煤炭可以更容易地点燃,燃烧稳定性更高。

通过调整煤粉的粒度、挥发分含量以及煤粉和空气的混合比例等方式,可以优化煤粉的可燃性。

3. 燃烧速率:煤粉在燃烧器中的燃烧速率直接影响燃烧器的热功率输出和燃烧效率。

较高的燃烧速率可以提高燃烧器的工作效率,减少煤粉的燃烧时间,提高燃烧器的热能利用率。

四、煤粉燃烧器燃烧特性的优化方法1. 优化煤粉的粒度分布:通过调整煤粉的粒度分布,可以实现煤粉在燃烧过程中更充分地释放燃烧热量。

一般来说,粉煤的细度越高,燃烧速度越快,燃烧效率越高。

因此,通过合理选择磨煤机的工作参数以及采取适当的分类器来控制煤粉的粒度,可以优化煤粉的燃烧特性。

2. 调整煤粉的挥发分含量:煤炭的挥发分含量对煤粉的燃烧特性有着重要影响。

挥发分含量较高的煤粉可以更容易地点燃,燃烧稳定性更好。

因此,在煤炭的选择和准备过程中,可以通过合理调整煤粉的挥发分含量,来优化煤粉的燃烧特性。

O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告

O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告

O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告
研究背景:
煤炭是人类主要的能源资源之一,但其燃烧排放的二氧化碳、氮氧
化物和颗粒物等大气污染物严重危害人类健康和环境质量。

为解决这一
问题,煤粉燃烧技术被广泛应用,但其燃烧过程中仍然存在着许多问题,如煤粉燃烧稳定性不佳、NOx排放量高等。

相比之下,采用O2/CO2混
合气体替代空气作为煤粉燃烧气氛,可以显著提高煤粉燃烧稳定性、降
低NOx排放和CO2排放,具有广阔的应用前景。

研究内容与方法:
本研究将在高温炉内对O2/CO2气氛下的煤粉燃烧进行实验研究,
重点关注以下几个方面:(1) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性研究;
(2) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理研究;(3) 研究不同气氛下
煤粉燃烧的稳定性和热效率,并与传统空气气氛燃烧进行对比分析。

研究意义:
通过对O2/CO2气氛下煤粉燃烧的特性和性能研究,可以为提高煤
粉燃烧效率、降低大气污染物排放、减少化石能源消耗做出贡献。

同时,研究结果对于煤粉燃烧工业的应用和改进具有重要指导意义。

研究预期成果:
(1) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性,为煤粉燃烧工艺的优化提供了依据;(2) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理,为煤粉燃烧过程中大气污染物的控制提供了理论指导;(3) 对比分析了不同气氛下煤粉燃烧的性能,为实现煤粉燃烧技术的可持续发展提供了技
术支持。

火电厂煤粉燃烧特性及优化研究

 火电厂煤粉燃烧特性及优化研究

火电厂煤粉燃烧特性及优化研究火电厂煤粉燃烧特性及优化研究随着能源需求的不断增长,煤炭作为目前最主要的化石能源之一,在全球范围内产生了大量的热能和电力。

而火电厂作为燃烧煤炭的主要场所,煤粉燃烧特性及其优化研究成为了研究的热点。

本文将从煤粉燃烧的特性入手,探讨煤粉燃烧的机理和影响因素,同时介绍当前的煤粉燃烧优化技术。

1. 煤粉燃烧特性煤粉燃烧是将固体的煤粉转化为气体状态的过程。

煤粉在火电厂中通过燃烧反应释放出热能,进而用于产生蒸汽驱动汽轮发电机发电。

煤粉燃烧特性主要表现为燃烧速率、燃烧稳定性和排放物生成等方面。

1.1 燃烧速率燃烧速率是指煤粉燃烧的快慢程度,其受到煤炭的品质和煤粉粒径的影响。

煤炭的品质决定了燃烧过程中的能量释放程度和燃烧温度,而煤粉的粒径会影响燃烧的表面积和燃烧速率,因此,选择适当的煤种和控制煤粉粒径对提高煤粉燃烧速率至关重要。

1.2 燃烧稳定性燃烧稳定性是指煤粉燃烧过程中火焰的稳定程度,其主要受到燃烧设备的影响。

燃烧设备的结构和设计对火焰的可见度、燃烧稳定度等起到重要作用。

同时,煤粉的湿度和含硫量也会影响燃烧的稳定性。

较高的湿度和硫含量会使火焰不稳定,产生火花和高浓度的二氧化硫等有害物质。

1.3 排放物生成煤粉燃烧过程中产生的排放物主要包括二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。

其中,二氧化硫和氮氧化物是主要的大气污染物之一。

所以,在煤粉燃烧过程中,如何控制这些有害物质的生成和排放具有重要意义。

2. 煤粉燃烧机理煤粉燃烧机理是指煤粉在燃烧时所经历的一系列化学反应。

具体而言,煤粉燃烧主要包括煤的热解、气相燃烧和固相燃烧等几个阶段。

2.1 煤的热解煤的热解是指煤在高温下分解为气体、液体和固体的过程。

在煤粉燃烧初期,煤粉中的挥发分会被蒸发出来,形成气相产物。

煤的热解温度和速率受到煤种、煤质和煤粉粒径等因素的影响。

2.2 气相燃烧煤粉的气相燃烧是指气态燃料与氧气在一定温度条件下发生的反应。

在气相燃烧过程中,煤粉中的挥发分会与氧气发生氧化反应,产生燃烧生成物。

煤粉的增压富氧燃烧特性及煤灰矿物演变

煤粉的增压富氧燃烧特性及煤灰矿物演变

煤粉的增压富氧燃烧特性及煤灰矿物演变王春波;雷鸣;阎维平;王松岭【摘要】为了更好地了解煤粉在增压富氧条件下的燃烧过程,利用加压热天平( PTGA)结合X射线衍射仪(XRD),研究了增压富氧燃烧条件下压力对煤粉燃烧特性及煤中矿物演变的影响.研究表明,随着压力的升高,煤粉常压时的非均相着火逐渐转变为均相着火,当压力升高到3 MPa开始向非均相着火过渡,并在5 MPa时完全转变成非均相着火.由于煤粉着火机理的转变,综合燃烧特性指数S随着压力的增加先升高后降低.不同的着火机理下,煤粉的燃烧温度也会有所差别.常压时非均相着火较高的燃烧温度使得反应生成了莫来石等矿物,而1 MPa时均相着火较低的燃烧温度则使得煤灰中出现了伊利石等矿物.压力继续升高,均相着火开始向非均相着火过渡,燃烧温度逐步升高,伊利石逐渐转变为莫来石.%To better understand the combustion process of pulverized coal under pressurized oxy-fuel atmosphere, the influence of pressure on the combustion characteristics and mineral conversion during the pressurized oxy-fuel combustion was investigated by using the combination of pressurized thermogravimetric analyzer (PTGA) and X-ray diffractometer ( XRD). The results indicate that the heterogeneous ignition at atmospheric pressure changes to the homogeneous ignition with the increase of pressure, but starts to change to the heterogeneous ignition gradually at 3 MPa, and becomes the heterogeneous ignition at 5 MPa. As a result of the transformation of ignition mechanism of pulverized coal, the combustibility index S increases firstly and then reduces with pressure. And the combustion temperatures may be different for different ignition mechanisms. Because of highercombustion temperature of the heterogeneous ignition at atmospheric pressure, some minerals, such as mullite, are generated in the ash, while some other minerals, such as illite, are found in the ash owing to lower combustion temperature of the homogeneous ignition at 1 MPa. As the pressure continues rising, the illite converts to mullite due to the homogeneous ignition transforming to the heterogeneous ignition.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2012(040)007【总页数】5页(P790-794)【关键词】增压富氧燃烧;燃烧特性;煤灰;矿物演变;压力【作者】王春波;雷鸣;阎维平;王松岭【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TK16富氧燃烧(又称O2/CO2燃烧)是近年来发展起来最有希望实现火电厂近零排放的新型燃烧技术之一[1]。

煤粉富氧燃烧热分析试验研究

煤粉富氧燃烧热分析试验研究

煤粉富氧燃烧热分析试验研究李文华;黄永杰;翁善勇【摘要】采用热重分析仪对温州电厂4个常用煤种进行了不同氧浓度的燃烧特性试验,分析了氧浓度对煤粉着火和燃尽的影响.结果表明,随着氧浓度的提高,4个煤种的燃烧和着火均有不同程度的提前,且其变化规律有一定差异,神木类混煤对氧浓度变化比优混类混煤更为敏感.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2010(029)006【总页数】4页(P33-36)【关键词】煤粉;富氧;燃烧特性;热分析【作者】李文华;黄永杰;翁善勇【作者单位】浙能温州发电有限公司,浙江,温州,325602;浙能温州发电有限公司,浙江,温州,325602;浙江大学热能工程研究所,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TK16影响煤粉燃烧的关键因素是温度及煤粉和氧气的浓度。

由于空气中有79%是惰性氮气,燃烧时也需要吸收大量热能,制约了反应温度的进一步提高。

同时,随着反应的进行,氧气浓度不断下降,制约了燃烧反应的进一步进行,特别是煤粉挥发分析出后剩余的焦炭难以燃尽。

而采用煤粉富氧燃烧技术,一旦局部着火,燃烧反应就会迅速扩散,使煤粉燃尽率大为提高。

通过实验室热分析以及沉降炉、卧式燃烧试验炉的研究,在温州电厂135 MW机组上实现了煤粉富氧冷态直接点火的工业应用。

用热分析对煤粉富氧燃烧的研究已有不少文献报道[1-4],数据处理及分析各有侧重。

不同煤种对富氧的敏感性不同,本文以温州电厂4个常用煤种为对象,介绍富氧燃烧热分析研究结果。

1 试验工况及分析方法1.1 试验煤样试验煤样工业分析数据见表1,其中的富动23和神混8号是典型的神木侏罗纪煤种,富动12和优混则是山西大同侏罗纪煤炭典型煤种,因此研究的结果具有广泛的应用价值。

表1 试验煤样的工业分析主要结果 %水分灰分挥发分固定碳低位发热量/MJ·kg-1富动23神混8号优混富动12 3.80 5.78 5.58 5.34 20.79 14.92 14.40 18.08 37.95 36.59 33.54 34.16 52.07 53.46 53.18 50.42 24.09 25.32 25.41 23.961.2 试验分析方法试验采用NETZSCH STA 449C型热重分析仪。

煤粉热解特性对富氧燃烧中NO生成规律的影响

煤粉热解特性对富氧燃烧中NO生成规律的影响

2 结 果 与 分 析
2 1 热解 实 验 .
m ∞ 如
验系统及 方法 的详 细介绍参 见文献 [] 3. 煤 粉 的燃烧 实 验在 固定 床实 验 台上进 行 , 图 1 如 所示 . 式 炉 的出 口通 过加 热 的硅胶 管与 烟气分 析仪 管 相连 , 煤粉 燃烧 的气体产 物 由载气 携 带进 入 烟气 分 析 仪进 行 实时 监测 . 实验 时首先将 固定床 反应器 升温至 目标 温度 , 两 只热 电偶 温差小 于 1℃时 即认 为反应 待 区域温 度 已基 本恒 定 ; 然后 通人 总流量 为 1 / n 的 mi L 02 O 混合气 , 动 电脑 及烟气分 析仪 ; 01 / 2 C 启 取 .g煤粉
N0 ee s a e f o h c a si c e s n e ma i u o c n a i n f r la e r t so t o l r a e a d t x m m c n e t t so b n h r o NO o u t e s o t rr l a e p o e so g D wi t h re e e s r c s f h h
煤粉 的热解 实验 在热 天平 实验 台上进 行 .由于反 应温度较 低 时 ( 小于 1 0 0℃) 煤粉 低升温速 率下 N2 0 , 和 C 2 O 中的热解过程 大体一致 [, 本文 N2 5故 J 中的热解
实验 可基 本反 映煤 粉 富氧气 氛 中 的热 解过 程 , 有关 实
c n et t n r ih hc a sohg e o v r o ts f tn o 1As x g nc n et t nr e ,te o cnr i s ehg ,w ihl d ih r ao a e t NO cn es nr e o gca. y e o cnr i ss h i a o Da o ao i

煤热解反应过程及影响因素

煤热解反应过程及影响因素

煤热解反应过程及影响因素煤热解是煤在缺氧条件下自发分解的过程,主要是通过热解反应将煤分解成固体、气体和液体产物。

这个过程非常复杂,涉及多种反应机制和影响因素。

煤热解的反应过程一般分为两个阶段:初期热解和延迟热解。

初期热解是指煤在高温下,由于热能的作用下,煤开始发生化学反应,产生一些不稳定的化学物质,如煤焦油、煤气和固体焦炭等。

延迟热解是指初期热解之后,煤的物质结构发生了变化,分解产物继续反应,产生更多的气体和固体产物。

在煤热解的过程中,有多种反应机制,其中包括:(1)缩聚反应:煤中的芳香核心结构聚合形成更大的螺旋结构。

(2)裂解反应:煤分子的芳香环被破坏,产生更小的芳香烃、非芳香烃以及杂原子物质。

(3)气化反应:煤和水蒸气或CO2反应产生CO、H2和CH4等气体。

(4)干馏反应:煤在高温下分解,产生煤焦油、焦炭和煤气等产物。

煤热解是一个复杂的过程,受多种因素影响。

以下是几个常见因素:(1)加热速率:加热速率对煤的热解反应过程产生很大的影响。

加热速度过快会导致煤的热解不完全,但过慢的加热速度又会延缓煤的反应速度,增加热解时间,不利于工业生产。

(2)温度:温度是影响煤热解的主要因素,一般来讲,煤的热解温度在500℃左右,煤的转化率最高,但温度过高则会造成煤的过度分解,影响产物的质量。

(3)气氛:热解反应所处的气氛对煤热解产物种类和生成量都有很大的影响。

在不同的气氛下,气体、液体和固体产物的生成量都不同。

(4)煤的特性:不同种类的煤,在热解反应中所产生的产物也不同。

例如,无烟煤不容易分解,焦炭产量高,而褐煤则较易分解,液体产量更高。

总的来说,煤热解是一个复杂的化学反应过程,受多种因素的影响。

掌握这些因素,可以有效地控制煤的热解过程,优化煤的利用效率,推动煤的清洁利用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第 1 8卷
第 3 期







V2年 6月
J u n l f m b sin S in ea dTe h oo y o r a o Co u to ce c n c n lg
煤粉热解特性对 其富氧气 氛下着火机理的影响
LEIM i g,W ANG u b n Ch n- o, WANG n —ig, YAN ipig So g l n We — n
(c o lf nryP we ad ca i l n i e n ,No hC ia l tc o r iesy adn 70 3 hn) Sh o E eg o r n hnc gn r g o Me aE ei r hn e r weUnvr t,B o i 0 10 ,C i t E ciP i g a
增加 ,着火方式逐渐 由非均相转变为均相.而挥发分初析温度高 、D 较小 的煤 ,着火方式则无 明显变化.热解活性高 的煤 ,在着火 机理转变后 ,着火温度显著降低 ,但燃尽 温度 基本不受影响.氧体积分数提高后两种煤粉 的燃烧特性指
数 S都有所增 大,但相同氧体积分数下不 同煤种之 间的 相差不多 ,说 明着火机理 的改变对 S无明显影 响.
雷 鸣,王春波,王松岭 ,阎维平
( 华北 电力大学能源动力 与机械:程学院 ,保定 0 10 ) l : 703 摘 要:利用非等温热重分析法对两种烟煤的热解特性及 富氧下 的燃烧特性进行研究.实验结果表 明,煤粉 中低 温下
的热解行为对其富氧气氛下的着火机理有明显影响.挥发分初析温度低 、热解特 l 生指数 D 大的煤 ,随着氧体积分数的
关 键 词 :富 氧 燃烧 ;热 解 特性 ;着 火 机理 ;热 重 分析 中 图分 类 号 :T 6 K1 文 献标 志码 :A 文 章 编 号 : 10—70 2 1) 30 6—5 0 684 (02 0 —2 00
Efe t fPy oy i f c r l ssCha a t rsiso v rz d Co l n t o r c e itc fPul e ie a he o I nii n M e ha s fOx Fue m b to g to c nim o y— lCo usi n
Ab t a t s r c :No ・ o h r l h r g a i ti x e m e t r e f r e o su y t e p r l ssc a a t rsis a d o y n・ t e ma e mo r v me r e p r i s t c i n swe e p ro m d t t d y o y i h r c e t n x — h i c fe o u l mb si n c a a t r t s o i d f i m io sc a . e r s l n ia e t a e p r y i h r c e it so c u t h r c e s i f wo k n s o t o i c t b u n u o 1 Th e u t i d c t h tt y ols sc a a t rsi f s h c p l e ie o l a e sg i c n fe t n t e m e h n s o n t n i x ・u l t s h r . ft e c a e d h o a u v rz d c a v in f a te c so h c a im fi i o o y f e mo p e e I o l h i g i n a h yil st e v l - t e a l ra d h sh g e y o y i i d x D , t e h tr g n o s i n t n c n e st h o i se ri n a i h rp r l ss n e l e h e e o e e u g i o o v r o t e h mo e e u n t n wi e i t g n o si io t t g i h h o y e o t n c e sn . t f h o l il st e v l t e tra d h s o ri d xD ,t em e h n s o i o o s x g n c n e ti r a i g Bu t ec a e d h o ai sl e n a we e n i y l a l n h c a im f g t n d e i n i n t h n e Afe ec a g f g i o e h ni , t e i i o e p r t r fc a t i h r y o y i e c i i v r o a g . t r h h n e o n t n m c a s c t i i m h n i g t n tm e a e o o l h h g e r l ssr a t t a — u wi p v y
isg e t e r al whl h un u mp rtr ady if e c d T o u to n e r d al ce s swi ers y, i t eb r o t e e a ei h r l l n e . hec mb sin id xS g a u l i ra e t t ie e t u s n u y n h h
相关文档
最新文档