煤矸石與煤層氣在循環(huán)流化床中混燒試驗(yàn)研究.pdf

1、煤矸石是在煤炭開采過程中產(chǎn)生的廢棄物，侵占了大量土地資源，已經(jīng)成為我國(guó)排放量最大的固體廢棄物之一；因此，合理處理煤矸石，變廢為寶則成為節(jié)能減排的一項(xiàng)迫切任務(wù)。但是，煤矸石具有高灰分、低揮發(fā)分和難著火等特點(diǎn)，采用常規(guī)處理方式達(dá)不到預(yù)期效果。循環(huán)流化床在處理劣質(zhì)燃料方面具有燃燒效率高、污染控制好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)燃料熱值和特性變化較大時(shí)，其燃燒穩(wěn)定性仍會(huì)受到影響。為克服循環(huán)流化床在處理煤矸石時(shí)存在的問題，可通過向爐內(nèi)引入一股氣體燃料

2、，達(dá)到加強(qiáng)爐內(nèi)氣固混合，改善流場(chǎng)和穩(wěn)定燃燒的目的。然而，目前對(duì)流化床內(nèi)氣固混合燃燒特性的研究不夠深入，嚴(yán)重地阻礙了循環(huán)流化床復(fù)合燃燒技術(shù)的發(fā)展。
　　 本文首先進(jìn)行了冷態(tài)射流特性試驗(yàn)，分析了射流量和射流高度位置對(duì)爐內(nèi)氣流速度和截面平均固體顆粒濃度的影響；并在冷態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了煤矸石/煤層氣循環(huán)流化床爐內(nèi)混合燃燒試驗(yàn)，通過調(diào)整混燒比（R）、過?？諝庀禂?shù)和二次風(fēng)率等燃燒參數(shù)，測(cè)定了爐內(nèi)溫度場(chǎng)、燃燒效率和氮氧化物NOX 排放的變

3、化。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：隨射流比例的增大，密相區(qū)氣流速度而降低，但氣流整體速度得到提升；由于射流會(huì)在噴口附近形成動(dòng)力阻塞區(qū)域，因此射流對(duì)CFB 內(nèi)氣流速度分布和固體顆粒濃度的影響主要作用在射流噴口以下區(qū)域；濃相區(qū)固體顆粒濃度隨著射流量的增加而提高，射流噴射高度的增加則會(huì)提升濃相區(qū)的高度。
　　 密相區(qū)溫度隨R的增加而下降，稀相區(qū)溫度則有所提升，爐內(nèi)溫差減小，溫度分布更加均勻；燃燒效率則隨R 增大而增大，但其增大趨勢(shì)會(huì)隨

4、R的增大而逐漸平緩。隨著過?？諝庀禂?shù)a的增加，密、稀相區(qū)整體溫度水平下降，燃燒效率增大；但當(dāng)a 達(dá)到約1.35～1.40 之間時(shí)，燃燒效率增加梯度趨于0，此時(shí)對(duì)應(yīng)的燃燒效率最高。隨二次風(fēng)率r 增大，密相區(qū)溫度增大，燃燒效率先增大后減小。由于煤層氣對(duì)NOX的還原作用，NO的排放濃度隨混燒比R的增加而減小。NO的排放濃度隨著過?？諝庀禂?shù)的增加而增大，隨著二次風(fēng)率的增加而減少。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，NO排放變化幅度不大，以每一工況最小值為基準(zhǔn)，約在2