煤粉高溫裂解以及半焦的富氧燃燒基礎(chǔ)試驗(yàn)研究.pdf

1、在未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)仍將以煤為主。在煤炭領(lǐng)域，我國(guó)的國(guó)情是儲(chǔ)量中約有一半為低品質(zhì)煤，煤炭利用過(guò)程中存在低效率、高污染的情況。因此，開(kāi)發(fā)煤炭分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和富氧燃燒技術(shù)是我國(guó)解決能源問(wèn)題的重要手段。煤炭分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)煤炭的分級(jí)優(yōu)化利用，煤炭中高品質(zhì)組分作為高附加值的化工原料使用，低品質(zhì)的半焦用于直燃發(fā)電、制冷、供熱。富氧燃燒技術(shù)擁有火焰溫度高、低成本捕集CO2、低NOX排放等優(yōu)勢(shì)，可以高效燃燒半焦并實(shí)現(xiàn)低污染

2、物排放。本文旨在研究煤粉高溫裂解與半焦富氧燃燒的基礎(chǔ)試驗(yàn)特性，為煤炭分級(jí)利用以及半焦富氧燃燒的進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。
　　論文選取神華煤為原料，在沉降爐上開(kāi)展高溫裂解試驗(yàn)，得到溫度和給料量對(duì)裂解反應(yīng)的影響。溫度是裂解的主要影響因素，升溫使裂解反應(yīng)加速，加速煤粉中水分和揮發(fā)分析出，促進(jìn)高品質(zhì)半焦、煤氣的生成，促進(jìn)了裂解產(chǎn)物之一的焦油向煤氣的轉(zhuǎn)化，提高了煤氣的品質(zhì)。同時(shí)，高溫裂解使半焦的孔隙結(jié)構(gòu)得到不斷發(fā)展，反應(yīng)活性增強(qiáng)。<

3、br>　　以高溫裂解制取的半焦為原料，在熱重平臺(tái)和水平管式爐上開(kāi)展了富氧燃燒試驗(yàn)，分析反應(yīng)氣氛、O2濃度等對(duì)半焦富氧燃燒特性的影響。O2/CO2氣氛下，O2在CO2的擴(kuò)散速率低于N2，CO2氣體的比熱容大于N2，半焦的反應(yīng)速率降低，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，燃燒特性指數(shù)和可燃性指數(shù)變低，半焦燃燒反應(yīng)特性變差，CO2氣體易與碳發(fā)生氣化反應(yīng)生成大量CO氣體。
　　當(dāng)O2濃度逐漸升高，半焦的熱重曲線(xiàn)/微商熱重曲線(xiàn)向低溫區(qū)偏移，著火溫度、最大反應(yīng)速率

4、溫度、燃燼溫度、活化能等不斷下降，燃燒特性特性和可燃性指數(shù)逐漸升高，最大反應(yīng)速率升高，反應(yīng)時(shí)間縮短，半焦的燃燒特性變好。在3％O2濃度的貧氧狀態(tài)下，貧氧狀態(tài)加劇碳與CO2的氣化反應(yīng)，抑制碳與O2的燃燒反應(yīng)，CO體積分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)出現(xiàn)釋放峰，半焦燃燒反應(yīng)速率降低，半焦中碳向CO的轉(zhuǎn)化率升高，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。
　　管式爐溫度和低O2濃度對(duì)半焦的燃燒特性有較大影響。管式爐溫為900℃或3%O2濃度條件時(shí)，半焦的燃燒反應(yīng)速率低，碳與CO2的氣化反