富氧條件下典型煤焦燃燒特性及燃燒動力學的研究.pdf

1、富氧燃燒技術是一種極具前景的燃燒技術，其在 CO2、NOx、SO2、Hg等痕量元素脫除方面具有較大優(yōu)勢，已引起世界各國學者的廣泛關注。煤粉燃燒的主要過程是煤焦的燃燒，研究富氧條件下煤焦燃燒特性對指導富氧燃燒技術的應用以及關鍵設備的開發(fā)具有很大意義。
　　目前用于研究燃燒特性的煤焦通常在惰性氣氛下制取，其煤焦生成過程嚴重偏離了真實富氧燃燒條件下煤焦生成的實際過程。針對現(xiàn)有的研究，提出了一種制取接近真實富氧燃燒條件生成煤焦的方法，大量

2、制取4個典型煤種的煤焦，研究了4種煤焦的燃燒特性，并求算了煤焦燃燒的動力學參數(shù)，為未來富氧燃燒技術的應用提供大量基礎數(shù)據(jù)。
　　以4種中國典型動力用煤為研究對象，在高溫夾帶流反應模擬器中制取接近真實富氧燃燒條件生成的煤焦。采用數(shù)值模擬的方式對煤焦生成過程進行了詳細描述，經(jīng)過實驗驗證認為數(shù)值模擬具有較高的準確性。以灰示蹤為基礎，認為在本文的制焦條件下，揮發(fā)分析出80％以上，且固定碳損失率較小，即為合適的代表接近真實條件下生成的煤焦。

3、這種煤焦孔隙結構發(fā)達，紅外光譜顯示：由于制焦氣氛中富含水蒸氣，煤焦表面的羥基在分布形式和數(shù)量上均明顯高于原煤；C=O/Car的增加與常規(guī)的惰性環(huán)境制焦呈現(xiàn)出了相反的趨勢，認為是高溫條件下高濃度的CO2造成的影響。
　　燃燒特性部分，利用高溫沉降爐分別研究了4種煤焦在溫度為1073~1473℃、O2/CO2=21/79~50/50和空氣條件不同工況下燃盡率隨不同停留時間的變化規(guī)律。形成了覆蓋4種典型動力用煤富氧條件下燃盡特性的數(shù)據(jù)庫

4、。隨著煤階的增加，要達到與空氣燃燒相似的燃盡率所需的氧濃度越高，考慮到鍋爐尾部CO2濃度，對于晉城無煙煤本文推薦的煤粉鍋爐富氧燃燒技術下最佳氧氣濃度為30%，其余低階煤種則不需提高至30%；高階煤的燃盡特性對溫度和氧濃度的敏感度較高。
　　利用改進的縮核反應模型求算了煤焦燃燒的動力學數(shù)據(jù)。分析了準穩(wěn)態(tài)假設的合理性，求算的動力學參數(shù)中，晉城煤焦的活化能和指前因子均高于其他三個煤種，不同煤焦的燃燒反應活化能和指前因子存在一定的正相關性