印尼褐煤煤泥流變特性及其流化床燃燒技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、流化床燃燒技術(shù)因具有燃料適應(yīng)性廣和污染物排放低的優(yōu)點(diǎn)成為褐煤煤泥處置的優(yōu)先選擇。但褐煤煤泥不同于常規(guī)的煙煤煤泥，在流化床中的燃燒機(jī)理特性尚未明析，成為進(jìn)一步提高燃燒效率和減少污染物排放的阻礙之一。本文依托橫向項(xiàng)目(國(guó)華印尼電廠褐煤煤泥回用技術(shù)研究)，受神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司委托，針對(duì)印尼褐煤煤泥，開(kāi)展了管道輸送真實(shí)流變特性、小流化床單顆粒燃燒機(jī)理、中試流化床燃燒試驗(yàn)等系統(tǒng)性研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴印尼褐煤煤泥

2、的水分分布特性研究。采用了熱干燥法和TG-DSC法進(jìn)行研究，并基于熱干燥法和結(jié)合能分析提出了一個(gè)新的計(jì)算印尼褐煤煤泥水分分布方法，將印尼褐煤煤泥漿水分劃分為五類(lèi)，分別為：表面吸附水、間隙水、孔隙水、黏附水、和內(nèi)部吸附水。⑵印尼褐煤煤泥燃燒和熱解機(jī)理動(dòng)力學(xué)分析研究，采用熱重紅外分析儀研究了印尼褐煤煤泥(LWT)的燃燒和熱解基礎(chǔ)特性，開(kāi)展了不同升溫速率的實(shí)驗(yàn)。在熱重紅外分析的基礎(chǔ)上，研究了印尼褐煤煤泥燃燒和熱解動(dòng)力學(xué)分析，首先比較了兩種常用

3、計(jì)算印尼褐煤煤泥活化能方法：等轉(zhuǎn)化率法(iso-conversional)和預(yù)設(shè)模型法(model-based)此外，提出一種等轉(zhuǎn)化率法與預(yù)設(shè)模型法的互補(bǔ)結(jié)合模型獲得印尼褐煤煤泥熱解和燃燒過(guò)程中的完整動(dòng)力學(xué)參數(shù)，所得結(jié)論為下文印尼褐煤煤泥燃燒或熱解機(jī)理研究提供參考。⑶印尼褐煤煤泥管道輸送壁面滑移和真實(shí)流變特性研究。采用流量壓力降法研究了印尼褐煤煤泥漿體管道輸送流變特性，并采用改進(jìn)的Mooney滑移修正方法，得出印尼褐煤煤泥漿體管道輸送滑

4、移系數(shù)以及管徑修正指數(shù)，對(duì)實(shí)測(cè)的流變特性模型進(jìn)行修正，從而獲得真實(shí)流變模型。所得結(jié)論為印尼褐煤煤泥處置利用中管道輸送設(shè)計(jì)提供依據(jù)。⑷單顆粒印尼褐煤煤泥流化床燃燒實(shí)驗(yàn)和燃燒機(jī)理模型研究。在小型流化床中開(kāi)展了印尼褐煤煤泥燃燒特性和凝聚結(jié)團(tuán)特性研究。分析了不同床溫、不同停留時(shí)間、不同水分等影響因素對(duì)褐煤煤泥在流化床內(nèi)的燃燒特性和凝聚團(tuán)結(jié)特性的影響，并基于 EDS分析煤泥結(jié)團(tuán)機(jī)理，提出了可以預(yù)測(cè)煤泥結(jié)團(tuán)強(qiáng)度的模型。首先對(duì)目前常見(jiàn)固體燃料的燃燒模

5、型進(jìn)行綜述研究，包括：煤、生物質(zhì)和固體廢物。綜述將現(xiàn)有單顆粒燃料燃燒模型一一列舉，為單顆粒印尼褐煤煤泥燃燒模型提供參考。在綜述研究的基礎(chǔ)上，本文考慮了印尼褐煤煤泥顆粒流化床燃燒過(guò)程中由于磨損造成的顆粒粒徑減少的因素，在水分蒸發(fā)和揮發(fā)分析出模型中耦合了顆粒粒徑收縮模型；并對(duì)高水分印尼褐煤煤泥水分蒸發(fā)速率動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行修正，提出了適用于高水分印尼褐煤煤泥的單顆粒水分蒸發(fā)和揮發(fā)分析出的數(shù)學(xué)模型。⑸印尼褐煤煤泥中試流化床燃燒調(diào)整研究。分別研究了

6、鼓泡流化床(BFB)和循環(huán)流化床(CFB)中印尼褐煤煤泥的燃燒和污染物排放特性，分析了過(guò)量空氣系數(shù)、給料速率、一二次風(fēng)比率和二次風(fēng)位置等運(yùn)行條件對(duì)印尼褐煤煤泥燃燒和污染物排放的影響，通過(guò)不斷優(yōu)化運(yùn)行條件，進(jìn)行燃燒調(diào)整，改善印尼褐煤煤泥燃燒和污染物排放特性。⑹基于上述研究結(jié)果，設(shè)計(jì)了75t/h循環(huán)流化床燃用印尼褐煤煤泥技術(shù)方案。通過(guò)鍋爐熱力計(jì)算，獲得鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)、鍋爐設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行變負(fù)荷計(jì)算分析，最終提供完整的印尼褐煤煤泥循環(huán)流化床鍋爐