印尼褐煤煤泥流变特性及其流化床燃烧技术基础研究
发布时间：2020-05-12 02:44
【摘要】：流化床燃烧技术因具有燃料适应性广和污染物排放低的优点成为褐煤煤泥处置的优先选择。但褐煤煤泥不同于常规的烟煤煤泥,在流化床中的燃烧机理特性尚未明析,成为进一步提高燃烧效率和减少污染物排放的阻碍之一。本文依托横向项目(国华印尼电厂褐煤煤泥回用技术研究),受神华国华(北京)电力研究院有限公司委托,针对印尼褐煤煤泥,开展了管道输送真实流变特性、小流化床单颗粒燃烧机理、中试流化床燃烧试验等系统性研究。主要内容包括五部分:(1)印尼褐煤煤泥水分分布研究;(2)印尼褐煤煤泥燃烧和热解机理动力学分析研究;(3)印尼褐煤煤管道输送壁面滑移和真实流变特性研究;(4)单颗粒印尼褐煤煤泥流化床燃烧实验和燃烧机理模型研究;(5)印尼褐煤煤泥中试流化床燃烧试验研究;(6)75t/h循环流化床燃用印尼褐煤煤泥技术方案的设计。(1)印尼褐煤煤泥的水分分布特性研究,对应文中第二章内容。采用了热干燥法和TG-DSC法进行研究,并基于热干燥法和结合能分析提出了一个新的计算印尼褐煤煤泥水分分布方法,将印尼褐煤煤泥浆水分划分为五类,分别为:表面吸附水、间隙水、孔隙水、黏附水、和内部吸附水。(2)印尼褐煤煤泥燃烧和热解机理动力学分析研究,对应文中第三章和第四章研究内容。第三章中采用热重红外分析仪研究了印尼褐煤煤泥(LWT)的燃烧和热解基础特性,开展了不同升温速率的实验。第四章在热重红外分析的基础上,研究了印尼褐煤煤泥燃烧和热解动力学分析,文中首先比较了两种常用计算印尼褐煤煤泥活化能方法:等转化率法(iso-conversional)和预设模型法(model-based)此外,提出一种等转化率法与预设模型法的互补结合模型获得印尼褐煤煤泥热解和燃烧过程中的完整动力学参数,所得结论为下文印尼褐煤煤泥燃烧或热解机理研究提供参考。(3)印尼褐煤煤泥管道输送壁面滑移和真实流变特性研究,对应文中第五章研究内容。采用流量-压力降法研究了印尼褐煤煤泥浆体管道输送流变特性,并采用改进的Mooney滑移修正方法,得出印尼褐煤煤泥浆体管道输送滑移系数以及管径修正指数,对实测的流变特性模型进行修正,从而获得真实流变模型。所得结论为印尼褐煤煤泥处置利用中管道输送设计提供依据。(4)单颗粒印尼褐煤煤泥流化床燃烧实验和燃烧机理模型研究,分别对应文中第六章和第七章研究内容。第六章在小型流化床中开展了印尼褐煤煤泥燃烧特性和凝聚结团特性研究。分析了不同床温、不同停留时间、不同水分等影响因素对褐煤煤泥在流化床内的燃烧特性和凝聚团结特性的影响,并基于EDS分析煤泥结团机理,提出了可以预测煤泥结团强度的模型。第七章研究了单颗粒印尼褐煤煤泥流化床燃烧机理模型。首先对目前常见固体燃料的燃烧模型进行综述研究,包括:煤、生物质和固体废物。综述将现有单颗粒燃料燃烧模型一一列举,为单颗粒印尼褐煤煤泥燃烧模型提供参考。在综述研究的基础上,本文考虑了印尼褐煤煤泥颗粒流化床燃烧过程中由于磨损造成的颗粒粒径减少的因素,在水分蒸发和挥发分析出模型中耦合了颗粒粒径收缩模型;并对高水分印尼褐煤煤泥水分蒸发速率动力学模型进行修正,提出了适用于高水分印尼褐煤煤泥的单颗粒水分蒸发和挥发分析出的数学模型。(5)印尼褐煤煤泥中试流化床燃烧调整研究,对应文中第八章研究内容。分别研究了鼓泡流化床(BFB)和循环流化床(CFB)中印尼褐煤煤泥的燃烧和污染物排放特性,分析了过量空气系数、给料速率、一二次风比率和二次风位置等运行条件对印尼褐煤煤泥燃烧和污染物排放的影响,通过不断优化运行条件,进行燃烧调整,改善印尼褐煤煤泥燃烧和污染物排放特性。(6)基于上述研究结果,设计了 75t/h循环流化床燃用印尼褐煤煤泥技术方案,对应文中第九章研究内容。通过锅炉热力计算,获得锅炉设计参数、锅炉设计结构,并进行变负荷计算分析,最终提供完整的印尼褐煤煤泥循环流化床锅炉燃烧的技术方案。方案不仅可以有效地将煤泥加以利用,而且可以实现保护环境,节约能源的双重效益。
【图文】：
流化床锅炉具有其本身独特的优点：如燃料适应性广，，易于实现对有害气体Ｓ0２和逡逑Ｎ０Ｘ的控制，还可获得较高的燃烧效率等。因此，流化床燃烧技术处理煤泥是近年来行业逡逑内采用的主要技术。图１．１为典型的ＹＧ－９０／５．２９－Ｍ１２混烧煤泥、煤矸石的循环流化床锅逡逑炉结构图。逡逑煤浞入ｕ逦\觯骸鲥义希唬В。邋澹殄危颍贰义希诲澹。诲澹″义希斟危赍澹蹋湄义希卞澹蝈澹危″宀峰义希海掊澹慑澹ｅ澹慑澹簦欤赍义希″危族澹洛义希椋椋辏赍澹殄危海蹋澹蓿海殄义希掊危海椋诲危樱睿椋颍牛颍妫唬у义希ュ危湾危″危湾危埽常樱耍洌椋诲义希剩殄危椋斟危椋欤脲澹椋欤戾义贤迹保卞澹伲牵梗埃担玻梗停保不焐彰耗唷⒚喉肥难妨骰补峁雇迹儒义希冲义
本文编号：2659506
【图文】：
流化床锅炉具有其本身独特的优点：如燃料适应性广，，易于实现对有害气体Ｓ0２和逡逑Ｎ０Ｘ的控制，还可获得较高的燃烧效率等。因此，流化床燃烧技术处理煤泥是近年来行业逡逑内采用的主要技术。图１．１为典型的ＹＧ－９０／５．２９－Ｍ１２混烧煤泥、煤矸石的循环流化床锅逡逑炉结构图。逡逑煤浞入ｕ逦\觯骸鲥义希唬В。邋澹殄危颍贰义希诲澹。诲澹″义希斟危赍澹蹋湄义希卞澹蝈澹危″宀峰义希海掊澹慑澹ｅ澹慑澹簦欤赍义希″危族澹洛义希椋椋辏赍澹殄危海蹋澹蓿海殄义希掊危海椋诲危樱睿椋颍牛颍妫唬у义希ュ危湾危″危湾危埽常樱耍洌椋诲义希剩殄危椋斟危椋欤脲澹椋欤戾义贤迹保卞澹伲牵梗埃担玻梗停保不焐彰耗唷⒚喉肥难妨骰补峁雇迹儒义希冲义
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