兰炭燃烧装置设计及燃烧特性研究

发布时间：2020-05-15 18:05

【摘要】：兰炭是优质侏罗纪无黏性煤和弱黏性煤低温干馏的产物,在冶金、化工等领域有着广泛的应用,但由于燃烧性能较差,兰炭难以作为动力燃料在工业锅炉中燃烧。与其它工业燃煤锅炉的常用燃料相比,兰炭具有明显的价格优势,且燃烧过程污染物生成量较低。因此,探索兰炭在工业锅炉中的应用,有助于缓解日益严重的能源短缺和环境污染问题,也能够在一定程度上降低工业锅炉的运行成本。首先利用热分析的方法研究了兰炭燃烧特性与神木烟煤、大同烟煤和贵州无烟煤的差异,分析了导致这种差异的原因;向兰炭试样中加入不同剂量的二氧化锰和柠檬酸钠,考察了两种助燃剂对兰炭燃烧特性的改善效果,当向兰炭试样中掺入少量MnO_2时,兰炭燃烧特性有较为明显的改善,但提高MnO_2比重会大幅降低燃烧速率,进而对燃烧过程产生较大的负面影响;以柠檬酸钠为助燃剂时,兰炭燃烧过程的特征温度和活化能均随着掺入柠檬酸钠比重的增加而降低,其对兰炭燃烧特性的改善效果要优于MnO_2。对不同粒径范围的兰炭进行了热分析实验,随着兰炭粒径的减小,兰炭的着火温度降低,燃烧速率增大,燃烧反应的活化能降低,可见减小兰炭粒径有助于改善其燃烧特性。此外,研究了升温速率对热分析实验结果的影响,升温越快,热滞后现象越明显,实验结果误差也就越大;以20℃/min的升温速率进行热分析实验能够得到相对准确的结果。在实验室条件下建立了一套循环流化床燃烧试验系统,可通过控制系统对燃料供给速率、一次风温、一次风量等参数的调节来模拟工业锅炉中的燃烧环境,根据试验系统不同位置温度、压力等数据的监测结果对燃料燃烧过程进行分析,有助于寻求燃料的最佳燃烧工况和运行条件,以达到较高的燃烧效率和烟气净化率。
【图文】：

兰炭,晶格结构

的联过化学键与碳原子结合，以羟基、酚羟基、炭的含氧官能团（如图 2-2 所示），，这些含原子一起，构成了兰炭的活化中心，对兰炭c) 羰基 d) 过氧化物的含氧官能团表面，碳的大分子结构通过热分解或与其分子反应形成中间络合物，并进一步分解为OOCOC图 2-1 兰炭的晶格结构

辊筒,球磨机

树脂、纤维、涂料、油脂、陶瓷、水泥、玻璃、耐火材料等大的应用[44-45]。设备样进行热分析实验时，所用的实验设备主要有小型辊筒球磨步）热分析仪等。小型辊筒球磨机磨机主要用于实验室实验或小批量生产时物料的研磨和混合紧凑、研磨效率高、成料粒度均匀等特点，广泛应用于生物医矿、金属矿、电子材料、磁性材料和新型材料等领域。磨机在本实验中主要用于热分析实验前的试样处理。如图 2-筒球磨机主要由控制箱、辊轴和研磨罐等三部分组成。控制箱可通过控制面板设置电动机转动的速度、方向和时间等参数；
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK16

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