纯煤矸石燃烧循环流化床锅炉的开发及运行
发布时间：2021-08-14 00:54
通过热重分析研究了某超低热值煤矸石的燃烧特性,并模型预测了煤矸石在循环流化床（CFB）炉内的燃尽时间和停留时间;据此开发了燃用超低热值煤矸石的40 t/h CFB锅炉,设计采用了大布风板、高效分离器、较高的床温和较低的流化速度;3 a多运行实践表明,其状况良好,当燃料热值在4.187～5.443 MJ/kg范围内时,锅炉均能稳定燃烧并保证出力,排烟温度120～130℃,分离器出口处烟气含氧量为3%～5%,底渣可燃物含量低于1%,飞灰可燃物含量低于2%,实测锅炉热效率达到了80.05%;通过提高二次风喷口高度,采用低过量空气系数,NOx原始排放浓度低于100 mg/m3,在旋风分离器入口喷入少量尿素溶液可实现NOx超低排放。
【文章来源】：煤炭加工与综合利用. 2020,(04)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
煤矸石燃烧TG-DTG曲线
根据式(5)～式(9)可以求出煤矸石燃烧反应的表观活化能。由于煤矸石的整个燃烧过程相对复杂,对不同温度及其对应转化率下的表观活化能进行了计算,结果见图2。如图2所示,煤矸石的表观活化能在燃烧最初阶段比较低,其原因主要是煤矸石表面存在一些活性较高的官能团,优先参与到氧化反应中,进而提高了初期反应速度[13]。随着官能团的减少,煤矸石的表观活化能逐渐升高。挥发分的燃烧可以在煤矸石表面产生孔结构,促进了氧气向煤矸石内部的扩散。在煤矸石主要的燃烧阶段,表观活化能随着转化率的增加几乎没有改变,基本可以认为是常数。随着煤矸石的进一步燃烧,其外表面被内部析出的灰分包裹,形成了致密的灰壳,增加了扩散阻力和传热阻力[14,15],这也使得从煤矸石转化率达到80%起,表观活化能迅速增加,煤矸石最终也难以燃尽。
燃料在CFB锅炉炉膛内由于燃烧和碰撞会形成不同粒径的颗粒,根据在实验台所测煤的成灰特性[16],获得了不同粒径的煤矸石样品燃烧生成灰样的粒径分布比例,如图3所示。由于煤矸石中水分含量低,且灰层较硬,因此相比于原煤,其磨损特性很差。特别是灰分含量很高的超低热值煤矸石,在燃烧过程中很难破碎成细颗粒,这就需要考虑入炉燃料的粒径,同时需要计算不同粒度范围内煤矸石的燃尽时间。由图3可以看出,低于300 μm小粒径煤矸石颗粒燃烧后可得到相对多的细灰颗粒;而大粒径的煤矸石颗粒燃烧后得到的细灰颗粒很少。因此需要采用高效旋风分离器,确保细颗粒的分离能力,以形成足够量的物料循环。不同粒度的矸石在主循环回路的停留时间,预测结果如图4所示[17]。
本文编号：3341432
【文章来源】：煤炭加工与综合利用. 2020,(04)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
煤矸石燃烧TG-DTG曲线
根据式(5)～式(9)可以求出煤矸石燃烧反应的表观活化能。由于煤矸石的整个燃烧过程相对复杂,对不同温度及其对应转化率下的表观活化能进行了计算,结果见图2。如图2所示,煤矸石的表观活化能在燃烧最初阶段比较低,其原因主要是煤矸石表面存在一些活性较高的官能团,优先参与到氧化反应中,进而提高了初期反应速度[13]。随着官能团的减少,煤矸石的表观活化能逐渐升高。挥发分的燃烧可以在煤矸石表面产生孔结构,促进了氧气向煤矸石内部的扩散。在煤矸石主要的燃烧阶段,表观活化能随着转化率的增加几乎没有改变,基本可以认为是常数。随着煤矸石的进一步燃烧,其外表面被内部析出的灰分包裹,形成了致密的灰壳,增加了扩散阻力和传热阻力[14,15],这也使得从煤矸石转化率达到80%起,表观活化能迅速增加,煤矸石最终也难以燃尽。
燃料在CFB锅炉炉膛内由于燃烧和碰撞会形成不同粒径的颗粒,根据在实验台所测煤的成灰特性[16],获得了不同粒径的煤矸石样品燃烧生成灰样的粒径分布比例,如图3所示。由于煤矸石中水分含量低,且灰层较硬,因此相比于原煤,其磨损特性很差。特别是灰分含量很高的超低热值煤矸石,在燃烧过程中很难破碎成细颗粒,这就需要考虑入炉燃料的粒径,同时需要计算不同粒度范围内煤矸石的燃尽时间。由图3可以看出,低于300 μm小粒径煤矸石颗粒燃烧后可得到相对多的细灰颗粒;而大粒径的煤矸石颗粒燃烧后得到的细灰颗粒很少。因此需要采用高效旋风分离器,确保细颗粒的分离能力,以形成足够量的物料循环。不同粒度的矸石在主循环回路的停留时间,预测结果如图4所示[17]。
本文编号：3341432
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