低熱值氣體燃料燃燒技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用.pdf

1、低熱值氣體燃料是指熱值小于1460kcal/Nm3的氣體燃料,廣泛存在于煤炭生產(chǎn)、煤化工、石油化工、鋼鐵、冶金、紡織印染等行業(yè)的生產(chǎn)過程中,如高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、炭黑尾氣等。以上幾類氣體的熱值均在600kcal/Nm3以上,工業(yè)應(yīng)用比較廣泛。而更低熱值水平的超低熱值氣體燃料工業(yè)應(yīng)用研究機(jī)近年來才受到重視,這類氣體熱值更低,但來源更加廣泛,總量也更巨大,強(qiáng)化其循環(huán)利用具有重要的節(jié)能和環(huán)保意義,也有利于提高能源利用率,進(jìn)而緩解我國能源供需矛

2、盾。
　　基于此背景,本文選取了研究對象——300kcal/kg的超低熱值氣體燃料。并針對低熱值氣體燃料特點,提出了兩種超低熱值氣體燃料的強(qiáng)化燃燒方法——高低熱值氣體燃料混合燃燒、燃煤與低熱值氣體燃料混合燃燒,并開展了實驗和工業(yè)化應(yīng)用研究。主要研究情況如下:
　　(1)在高低熱值氣體燃料混合燃燒環(huán)節(jié),基于回流區(qū)分級著火原理,本文通過旋流燃燒器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和調(diào)整燃料配比等措施研究了燃燒器的低熱值氣體穩(wěn)燃性能,研究結(jié)果表明:當(dāng)二次

3、空氣和主燃料噴口旋流角度均為60°時,燃燒器可實現(xiàn)300kcal/kg低熱值主燃料的穩(wěn)定燃燒,此時高低熱值燃料供熱比21:79,平均熱值379kcal/kg。而采用乙炔摻燒時可以將主輔燃料平均熱值進(jìn)一步降低到300kcal/kg,原因在于乙炔等小分子燃料具有更好的著火和穩(wěn)燃性能。
　　同時,本文將實驗成果應(yīng)用到褐煤提質(zhì)工藝的熱解氣熱風(fēng)爐中也取得了較好的燃燒效果,高低熱值熱量比達(dá)到了23.5:76.5,從而證明了基于回流區(qū)分級著火原

4、理設(shè)計的氣體燃燒器在低熱值氣體燃料穩(wěn)燃方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。
　　(2)在燃煤與低熱值氣體燃料混合燃燒環(huán)節(jié),本文通過分體式燃燒和一體式燃燒實驗對比發(fā)現(xiàn):一體式燃燒裝置性能更優(yōu),可實現(xiàn)273kcla/kg的低熱值氣體燃料穩(wěn)定燃燒,其穩(wěn)定燃燒條件是保證爐膛溫度在850℃以上。同時,根據(jù)實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)加煤速度與燃煤煙氣溫度、助燃的燃煤煙氣溫度與低熱值氣體可燃熱值之間均存在邊際遞減效應(yīng),也根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)出了吸熱射流擴(kuò)散燃燒和平衡極限熱值等概念