您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
超细煤粉再燃和深度空气分级技术的试验的研究和数值模拟.pdf 169页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：200 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
浙江大学博士学位论文
氮氧化物(NO】f)是电站燃煤锅炉排放的主要污染物之一，为了满足国家日
益严格的排放标准，如何有效降低我国大批燃煤锅炉的氮氧化物排放是当前能源
环保领域关注的焦点之一。
超细煤粉再燃和空气分级是两种典型的炉内燃烧脱硝技术，具有脱硝率较
高，经济性较好的特点。其中超细煤粉再燃技术可以取得50％以上的脱硝效率，
而且可以避免飞灰含碳量的升高；而燃用烟煤的超临界和超超临界锅炉在使用深
度空气分级技术时可以将NOx排放降低到350mg／Nm3以下。本文的研究工作主
要就是围绕这两种脱硝技术来展开。
本文结合国家863子课题“利用超细煤粉再燃降低煤粉炉NQ排放”，在一
台200MW四角切圆燃烧煤粉锅炉上进行了超细煤粉再燃的工程示范。针对该机
组采用中储式制粉系统的特点，采用三次风中的超细煤粉来实施再燃，并引入再
循环烟气来降低三次风的含氧量。通过现场变工况调试试验，研究了各种主要因
素对Nq排放和锅炉运行的影响，主要包括燃尽风风速、制粉系统投运方式、
是否投用烟气再循环、炉内整体氧量、入炉煤粉整体细度和三次风带粉量等。现
场的长期运行试验结果表明，本文中的超细煤粉再燃系统在最佳运行条件下可以
获得约40％的稳定脱硝效果，真正实现连续运行过程中的低Nq排放，同时保
证锅炉的安全经济运行。现场未能达到预期50％EA上的脱硝率水平，主要是由于
受现场实际条件的限制，三次风带粉率偏低且再燃区的停留时间不足。
现场试验获得的数据十分有限，对炉内的燃烧和污染物生成情况缺乏全面的
了解。本文借助数值模拟技术并结合现场试验数据对三次风再燃技术进行了较为
详细的研究。通过对不同三次风带粉率工况下炉内流动、燃烧和污染物生成过程
的综合数值模拟，分析了三次风带粉率对炉内燃烧的影响，主要包括炉内气相温
度场和煤粉颗粒燃尽情况的变化，并预测了三次风带粉率增大后可以获得的脱硝
效果。此外还通过数值模拟预测了OFA喷口高度提高以后的脱硝率和炉内燃烧
状况，数值模拟结果表明，通过提高OFA喷口高度将再燃区停留时间增加到o．5s
以后，在20％的三次风带粉率下，本文的三次风再燃系统可以达到56％的脱硝
浙江大学博士学位论文
采用LNCFS燃烧系统的百万千瓦单炉膛双切圆燃烧锅炉是目前比较先进的
一种锅炉技术．该型锅炉在炉内组织双切圆燃烧方式，并通过紧凑燃尽风
水平方向的深度空气分级。本文通过冷态模化试验研究了其内部独特的空气动力
场结构。试验过程中发现，在各角配风均匀的情况下，炉内形成了明显的双切圆
流场，且左右侧炉膛内的气流切圆不会相互干扰，并各自体现出LNCFS燃烧系
统的空气动力场特点；而如果某一侧炉膛的四角燃烧器出现配风不均匀的现象，
两侧的切圆都将发生偏移，这不仅不利于炉内的稳定燃烧，还将影响到低Nq
燃烧的效果；通过SOFA风反切可以有效降低炉膛上部的扭转残余，但也容易引
起炉内气流的反向旋转，在实际运行过程中，需要选择合理的反切层数和反切角
度以获得更合适的反向旋转动量。
本文提出了将燃尽风分级送入炉内的设想，其目的就是避免大量空气一次性
进入炉内引起氧浓度过高，防止焦炭氮的集中氧化。本文以采用低Nq同轴燃
烧系统(LNCFS)的百万千瓦单炉膛双切圆燃烧锅炉为研究对象，设计了几种多
级SOFA风方案，并通过数值模拟技术分析了其可行性。根据模拟结果得出，将
SOFA风分成多级送入炉内可以避免SOFA风集中送入时焦炭氮的大量氧化，从
而较为明显的降低第一级SOFA风加入后NO，浓度的反弹幅度，而炉膛出口处
最终的Nq浓度还决定于后续几级燃尽风加入后Nq浓度的上升情况；为了在
炉膛出口获得更低的Nq排放，要让尽可能多的焦炭氮在氧量相对较低的第一、
二级燃尽区内析出并完成转化过程。多级SOFA风方案只是一种设想，而本文的
这一部分工作可以认为是对这种方案的初步探索，若要将其投入实际运用，必须
在有效性和可行性方面进行更为严格的论证。
关键词：超细煤粉再燃；空气分级；氮氧化物；数值模拟；冷模试验
浙江大学博士学位论文
正在加载中，请稍后...煤种及煤粉细度对炉内再燃过程脱硝和燃尽特性的影响_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
煤种及煤粉细度对炉内再燃过程脱硝和燃尽特性的影响
阅读已结束，下载文档到电脑
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，方便使用
还剩2页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢主要是想问下需不需要学习一些标准，例如建规，防火规范，安全阀 压力表 管道的一些标
我在三类岗，苦苦的挣扎！
化工厂最苦逼的人也要分三六九等！
最起码分成化工的
查看: 6514|回复: 3
湿排粉煤灰中空心微珠的分选工艺流程研究
阅读权限70
积分帖子主题
加入海川与三百六十万化工人交流互动（支持手机号、微信、QQ号一键注册）
才可以下载或查看，没有帐号？
摘要：论述了电厂湿排粉煤灰中空心微珠的物理性能、分选方法和分选原理，研究了粉煤灰中不同珠体所适用的分选流程，概述了空心微珠的应用前景。
关键词：空心微珠；分选；工艺；湿法排灰
中国是燃煤发电大国，到20世纪末，全国火电厂粉煤灰渣年排放量已达1. 6亿t，其利用仅5000多万t，利用率仅30%左右，每年尚有1亿t以上的粉煤灰渣无法利用，基本上采用湿排法排到贮灰场存放。我国至今贮灰场累计占地达400多km2
，严重污染着环境[1]。而粉煤灰中的空心微珠是一种宝贵的多功能颗粒材料，它是燃煤电厂排出的粉煤灰中的一种细小、轻质、表面光滑、中空的球形颗粒，其主要化学成份是硅、铝、铁的氧化物，占粉煤灰总量的30%-50%，是粉煤灰高级利用的重要产品[2]。它具有质轻、粒径小、耐磨性强、抗压强度高、分散流动性好、反光、无毒等优良性能，可替代造价较高的人造空心微珠，广泛应用于建材、橡胶、塑料、化工、电子、航天等领域[3]。因此，研究湿排粉煤灰中空心微珠的分选，是空心微珠后续利用的必须步骤。1
空心微珠的形成机理和性质1.1
空心微珠的形成机理粉煤灰空心微珠的生成与煤种、煤质、燃烧温度、燃烧方式有关。一般地说燃用烟煤的电厂，特别是发热量高、含硫量低的烟煤，粉煤灰中产生的空心微珠就多；燃用无烟煤的电厂其粉煤灰中空心微珠的含量就少；燃用褐煤的电厂几乎没有空心微珠[4]。其次与燃烧方式即锅炉的种类有关，如悬浮燃烧的煤粉锅炉有利于空心微珠的形成，其它燃烧方式的锅炉如链条炉、沸腾炉、旋风炉等不易产生空心微珠[5]。粉煤灰是由形状差别很大的颗粒组成，各种颗粒都是煤锅炉内燃烧时，其灰分熔融冷却而成。煤灰系粘土质矿物中的高岭石和伊利水云母，在550℃脱水排气，从单斜晶系相变为非晶质相，膨胀排气使质地变得疏松多孔，从1000-1300℃逐渐溶解分解，形成莫来石和石英玻璃的共生组合，如这时受到急冷作用，便形成含多量莫来石微晶的海绵状玻璃，化学反应如下：Al2O3·2SiO2·2H2O →Al2O3·2SiO2
+ 2H2O→3(Al2O3·2SiO2) →3Al2O3·2SiO2
+ 4Si因急冷作用反应不完全，多量硅铝也形成了玻璃相，粘度大，颗粒有大量空隙，所以易粘连石英等碎屑矿物。当温度升到1400℃左右时，不规则状的海绵颗粒，先从棱角等尖薄部位开始钝化，继而表面熔融的颗粒受表面张力的作用成为球状，形成了石榴状、微孔环壳状等结构，冷却成为空心微珠。其中包着的气体是氮气以及由氧化铁和分散后的碳反应生成的CO2 ，随着温度的升高，空心微珠内的气体不断膨胀，球体增大，球壳越来越薄。由于各空心珠内所包气体量不同，各空心珠形成温度，在高温区的停留时间、冷却速率等形成热力学条件不同，使得空心珠大小、珠壳厚度、密度不同[6]。Essenhigh根据实验证实，由于煤粒所含挥发物的膨胀，导致了空心微珠的形成。
空心微珠的性质粉煤灰空心微珠通常包含三种形态，即漂珠、沉珠和磁珠，漂珠是指密度小于1g/cm3的空心微珠，沉珠是指密度大于1g/cm3的空心微珠，磁珠是指具有磁性、能够被磁极吸附的空心微珠。粉煤灰空心微珠一般是指粒子尺寸在几十到几百微米且具有较为规则的球形结构的微粒，主要特征是中空部分的直径应在0.4D (D指整个微粒的直径)以上，如果中空部分的直径小于0.4 D ，则表示它在整个微粒中占有很小的比例，这种大小的中空部分对于微粒的密度所产生的影响是很小的或者说是可以忽略不记的。另外在高倍显微镜下观察，其中至少应有80%-90%以上的粒子是球状的，这样才能称这种微粒为空心的、球状的。由于燃烧条件和煤粉的成分、粒度等不同，其外观和化学成分也略有区别。粉煤灰空心微珠的物理性能见表1，化学组成见表2。
粉煤灰空心微珠的物理性能 表2
粉煤灰空心微珠的化学组成2
空心微珠的分选原理和方法2.1
空心微珠的分选原理通过对粉煤灰组成和性质的研究可知，组成粉煤灰的各组分均是单体，各自以游离单体形式存在于粉煤灰中，且表现形式及物理化学性质各不相同，具备了进行分选的基础和可能。粉煤灰中各组分大致包括以下几种：未燃尽炭粒、漂珠、沉珠、磁珠、铁粉及铁氧化物、尾灰等，可以根据各组分的特性进行单独分选或组合分选。对于湿排粉煤灰，可首先以水为介质分选漂珠（漂珠密度小于1g/cm3），利用磁选方法分离磁珠、铁粉和铁氧化物，利用炭粒表面特性，以浮选法选取炭粒，利用重力分选法分离沉珠。
分选空心微珠的方法2.2.1
漂珠的分选粉煤灰中的漂珠密度小于1g/cm3，密度一般在400-750g/cm3之间，而粉煤灰中的其它成分密度均大于1g/cm3，对于湿法排灰来说，很容易利用水为介质将漂浮于水面上的漂珠分选出来，经干燥、净化得到粉煤灰漂珠，具体工艺流程为：
湿排灰→高压水冲洗(使珠灰分离) →浮选(得到漂珠) →采集(得到湿的漂珠原料) →脱水干燥→混珠→除杂→后处理2.2.2
磁珠的分选粉煤灰中铁磁性物质主要包括：Fe、Fe2O3、Fe3O4，是由于含铁煤粉在高温燃烧过程中还原、氧化作用所形成的，铁在铁质微珠中有四种存在状态：Fe3O4、α-2Fe2O3、γ-2Fe2O3和Fe3+-玻璃相，因此可根据铁磁性物质同其他微粒的磁性差别将铁磁性物质分选出来，而后依据磁珠与其他微粒的粒度差异将磁珠筛分出来，具体工艺流程为：
湿排灰→混合→磁选（湿式磁选机）→干燥→筛分→磁珠2.2.3
炭粒的分选
粉煤灰中未燃尽的炭大部分以单体形式存在，炭粒呈海绵状和蜂窝状，比表面积大，疏松多孔，亲油疏水，具有良好的吸附活性，炭粒较软，强度较低，部分石墨化，具有润滑性， 密度较低，真密度一般为116-117g/cm3，视密度一般为0166-0174g/cm3。目前排放粉煤灰含碳量超过12%的火力发电厂占全国电厂的30%，超过8%的占40%，其他火力发电厂粉煤灰含碳量也多在5%-7%之间。因此，每年随火力发电厂粉煤灰排放出来的热值达33MJ/kg的炭粒达数百万吨之多，不仅造成资源的极大浪费，更重要的是，由于粉煤灰中含有未燃尽的炭粒，严重影响了粉煤灰资源的开发与利用。粉煤灰中未燃尽炭粒的分选不仅回收了未燃尽的炭粒， 更降低粉煤灰的含碳量，为粉煤灰的综合利用奠定了基础。对于湿排粉煤灰来说，粉煤灰中炭粒的表面润湿性和可浮性与煤炭相近，其接触角在60°左右，而粉煤灰中其他颗粒的接触角较小，只有10°左右，因此采用浮选法分选粉煤灰中的炭粒是最佳选择。具体工艺流程为：
湿排灰→混浆→浮选（加浮选药剂）→炭粒→干燥→成品2.2.4
沉珠的分选当从粉煤灰中分选出漂珠、磁珠和炭粒后，粉煤灰中只剩下沉珠、少量单体石英和杂质等，由于它们在粒径、密度、形状、表面特性等方面有很大不同，因此可采用重力分选的方法将沉珠分选出来，具体工艺流程为：
湿排灰→重力分选→干燥→筛分→不同等级沉珠
湿排灰分选空心微珠的原则工艺流程
对于湿排粉煤灰来说，湿法分选是最佳选择，分选工艺流程的选择应根据粉煤灰的物化性质，各珠体的含量、组成及分选特性等综合因素确定。本着先易后难、整体考虑的原则，合理布局整个分选工艺流程。
若粉煤灰中含炭量高，三种珠体（漂珠、沉珠、磁珠）均有回收价值，可采用图1所示，先分选漂珠，次选炭粒，再选磁珠，最后分选沉珠的工艺流程。
若粉煤灰中含炭粒较少，但炭粒的存在会影响沉珠质量，三种珠体有回收价值，可采用图2所示，先分选漂珠，次选磁珠，再选沉珠，并对分选出的沉珠进行炭粒分选的工艺流程。
由于各燃煤电厂煤源不同，燃烧方式不同，因此所产生的粉煤灰中所含空心微珠的数量、质量也不相同，在确定湿法分选粉煤灰中空心微珠的工艺流程时，应根据各自所产粉煤灰含炭及空心微珠情况和对空心微珠的质量要求，选择合适的工艺流程。
尽管湿法分选粉煤灰中空心微珠的工艺基本上是采用比较成熟的采矿设备，关于此方面的研究也比较多，但实际上湿法分选空心微珠的工艺尚未广泛推广，应加强推广与应用。
随着越来越多的电厂采用干法排灰以保证粉煤灰的活性，干法分选粉煤灰中空心微珠工艺的研究应当是以后研究的重点。
很好的研究方向
阅读权限30
积分帖子主题
很好的课题研究，学习了
阅读权限30
积分帖子主题
那位做过选漂珠的设计啊，我这里有工程，需要设计，来交流一下吧
阅读权限20
积分帖子主题
非常好的研究，希望看到更多的好东西
您需要登录后才可以回帖
回帖并转播
安全漫画（ 11 . 6 ）
养虎为患乙二醇装置生产过程产品多元醇是怎么处理的是真的吗？谁骑谁？撩了个妹子
在线QQ客服&&
&(电话工作日09:00--17:00受理咨询,信箱和QQ号全天受理咨询)
三百六十万海川人欢迎您的参与 化工技术交流第一社区，共同学习 共同提高!
版权所有 海川网-海川化工论坛 -2004
Discuz!---
本站法律顾问 : 辽宁好谋律师事务所 谢晨曦 主任律师
&&&&&&&&&&查看: 14564|回复: 31
1、煤粉燃烧分为哪几个阶段？
TA的每日心情慵懒 13:23签到天数: 5 天[LV.2]偶尔看看I
1、煤粉燃烧分为哪几个阶段？那个阶段所需时间最长？
该用户从未签到
锅炉原理上面有讲，但是没有细到锅炉内的煤粉燃烧过程。现在手上没有书，也说不上来，只好占个沙发先。
该用户从未签到
分为：干燥——挥发分的析出——一级破碎——二级破碎
二级破碎的时间最长
TA的每日心情开心 21:40签到天数: 581 天[LV.9]以坛为家II
1,着火前预热阶段,
2\燃烧阶段,
3,燃烬阶段,----需要时间最长。
TA的每日心情开心 10:02签到天数: 7 天[LV.3]偶尔看看II
坐在报纸等沙发讲解
TA的每日心情开心 22:52签到天数: 318 天[LV.8]以坛为家I
1）着火前的准备：煤粉进入炉膛至着火前这一阶段为着火前的准备阶段。在此阶段内，煤粉中的水份蒸发，挥发份析出，煤粉温度升高到着火温度，故又称为干燥、挥发阶段，这是一个吸热阶段。这个阶段在炉膛内为着火区。
（2）燃烧阶段：当煤粉温度升高到着火点，而煤粉浓度又适合时，开始着火进入燃烧阶段。挥发份首先着火燃烧并放出大量热量，对焦炭直接加热，于是焦炭在高温下燃烧。此阶段是一个强烈放热阶段，在炉膛中为燃烧区。
（3）燃烬阶段：未燃烬的少量固体炭继续燃烧，直到燃烬。此阶段是在氧气供应不足，气粉混合较弱，炉内温度较低的情况下进行的，过程时间长。此阶段在炉膛中为燃烬区。
这些阶段的划分不是绝对的，不能截然分开，其实它们是互相联系并交错进行的。并且各个阶段的长短与煤粉性质有关，与锅炉设备的结构和操作方法也有关。
TA的每日心情开心 02:22签到天数: 6 天[LV.2]偶尔看看I
预热阶段——挥发份析出——燃烧——燃尽四个阶段
TA的每日心情开心 10:02签到天数: 7 天[LV.3]偶尔看看II
比较早的17分册上有这个问题。简答的说就是mienz师傅说的那样，如果你想要理论上的支持，下面这段文字希望能够可以帮助你：
& & 煤粉的燃烧过程可由下述过程粗略地描写：煤粉受热，水分析出→继续受热，绝大部分挥发分析出，挥发分首先着火→引燃焦碳，并继续析出残余的部分挥发分，挥发分与焦碳一道燃尽→形成灰渣。
& &大部分挥发分着火，燃尽时间仅占整个燃烧过程的10％，约为0.2～0.5秒；而焦碳燃尽程度达到98％的过程所占的时间很长，约为90％，燃尽时间为1～2.8秒。从燃烧放热量来看，焦碳占煤粉总放热量的 60～95％。着火过程主要取决于煤中可燃基挥发分的大小，而燃尽过程主要取决于焦碳的燃烧速度。根据实际经验，一般着火时间长的燃料，所需的燃尽时间也相应地比较长。
& & 煤粉着火燃烧过程的细节十分复杂，只能说明几个阶段的主要特征。
& & 煤粉颗粒必须首先吸热升温，热源来自炉内℃的高温烟气，通过对流、辐射、热传导方式使新鲜燃料受热升温。煤粉颗粒中水分首先析出，燃煤得到干燥，随着水分的蒸发，燃煤温度不断升高。对于不同煤种，大约在120-450℃的温度范围内，煤中的挥发分析出，挥发分析出后，剩余的固态物形成焦碳。
& &&&可燃挥发分气体的着火温度比较低，当氧气供应充足时，大约加热到450～550℃以上就可着火、燃烧，同时释放热量，加热焦碳。焦碳同时从挥发分燃烧的局部高温处和炉内高温烟气区吸收热量，温度升高，当达到焦碳的着火温度时，即着火燃烧，并放出大量热量。
& &&&当焦碳大半烧掉之后，内部灰分将对燃尽过程产生影响。其原因是：焦碳粒中内部灰分均匀分布在可燃质中，在焦碳粒从外表面到中心一层一层地燃烧的过程中，外层的内在灰分裹在内层焦碳上，形成一层灰壳，甚至形成渣壳。从而阻碍氧向焦碳表面的扩散，使燃尽时间拖长。因此，灰分对燃尽过程的影响主要表现在内部灰分的作用上，而绝大部分单独存在的外部灰分对可燃层的燃尽不产生直接的妨碍作用。
& && &煤粉气流的着火温度也随煤粉细度而变化，煤粉越细，加热速度越快，越容易着火。这是因为煤粉越细，燃烧反应的表面积越大。所以在煤粉气流燃烧时，细煤粉首先着火。
煤粉在炉内的燃烧情况更为复杂。因为煤粉颗粒有粗有细，挥发分析出时，所需的时间也长短不一。当细粒煤粉已进入焦碳燃烧过程，而粗粒煤粉还在析出挥发分。即细的煤粒已经烧完，粗的煤粒才刚刚开始燃烧。
& & 实验研究发现，煤粉在炉内的加热升温速度很快，升温速度为(0.5～1.0)*10 4℃/S，仅在0.1～0.2秒的时间内就能达到炉内燃烧时的温度水平1500℃左右。在这种条件下，挥发分燃烧和焦碳燃烧这两个环节很难截然分开，在很大程度上可能是同时进行的。
& & 经验表明，可燃挥发分大的煤，还是比较容易着火和燃尽的，因为挥发分析出燃烧毕竟比焦碳的燃烧迅速得多，而且挥发分析出后可增大焦碳粒子与氧气接触的面积，提高焦碳粒子的反应活性。可燃挥发分仍对煤粉着火起着决定性的作用。煤的挥发分愈多，挥发分着火燃烧时释放的热量也愈多，这样焦碳得到充分加热并增加了与氧气接触的机会，因而燃烧的稳定性也愈高。
& & 以上文字来自于资料，本想总结一下，怎奈有点懒，于是“ctrl+c”“ctrl+v”了
TA的每日心情慵懒 13:23签到天数: 5 天[LV.2]偶尔看看I
非常感谢大家的讨论、讲解，谢谢！长知识了！
为什么要问这个问题：
以前我在教课书上学到的也是燃烬阶段时间最长，但是后来我参加锅炉操作证培训，培训老师讲是燃烧阶段，发生了疑问，怕伤害老师的面子，只好在这里请教了。
莫过，还是要感谢大家。
TA的每日心情开心 10:46签到天数: 108 天[LV.6]常住居民II
非常详细，学习了
【用户免费参会（限前20位）】100+潜在用户（燃机电厂，煤改气、天然气分布式项目）
50+EPC 设计院 成套设备商
时间：——1.19地点：北京
论坛负责：010-
&&&&&&&&广告直拨：
Copyright & 1999 - 2015 北极星电力网. All Rights Reserved &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp客服邮箱: 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究
下载积分：2200
内容提示：燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究
文档格式：PDF|
浏览次数：1|
上传日期： 16:21:06|
文档星级：
全文阅读已结束，如果下载本文需要使用
 2200 积分
下载此文档
该用户还上传了这些文档
燃煤锅炉低NOx燃烧系统的数值模拟与试验研究
关注微信公众号