检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭科学技术 2021年第8期49卷 226-231页

作者：陈隆王乃继煤科院节能技术有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院北京100013

为了研究煤粉工业锅炉大占比掺混生物质的燃烧特性和NOx排放特点,以高速煤粉燃烧器为研究对象,在型号为WNS的6 t/h蒸汽锅炉系统上进行试验研究,燃料为秸秆和神府烟煤混合粉体。首先研究混合燃料在高速煤粉燃烧器中的燃烧稳定性,其次研... 详细信息

为了研究煤粉工业锅炉大占比掺混生物质的燃烧特性和NOx排放特点,以高速煤粉燃烧器为研究对象,在型号为WNS的6 t/h蒸汽锅炉系统上进行试验研究,燃料为秸秆和神府烟煤混合粉体。首先研究混合燃料在高速煤粉燃烧器中的燃烧稳定性,其次研究掺混占比、锅炉负荷及空气分级对燃烧和NOx的影响。研究结果表明:不对燃烧器做任何改动,不同占比的混合燃料均能够在燃烧器中着火和稳燃,工况4条件下锅炉从点火到额定负荷只需26 min,燃烧器观火孔处火焰橘红色,炉尾火焰亮红色,锅炉运行氧含量与炉膛压力波动平稳;当深度空气分级时,三次风达到总风量的质量浓度50%,秸秆占比为0时的NOx最低排放质量浓度为420 mg/m^(3)左右,飞灰热值5525 kJ/kg;秸秆占比分别为50%和70%时NOx最低排放质量浓度为110~120 mg/m^(3),飞灰热值2511~2930 kJ;秸秆占比为100%时NOx最低排放质量浓度为200 mg/m^(3),飞灰热值为0,表明大占比掺混生物质有利于提高深度空气分级时的燃烧效率和低氮效果;当锅炉负荷从4 t/h提高到6 t/h,掺混秸秆占比为50%和70%的混合燃料燃烧和低氮效果变优,燃用纯秸秆粉体NOx排放质量浓度从135 mg/m^(3)增加到218 mg/m^(3);二次风是影响NOx排放的决定性因素,以50%掺混占比的混合燃料为例,使用空气分级技术,100%负荷时锅炉二、三次风阀开度分别为27%和100%,NOx初始排放质量浓度从417 mg/m^(3)降低到182 mg/m^(3),80%负荷时锅炉二、三次风阀开度分别为20%和70%,NOx初始排放质量浓度从711 mg/m^(3)降低到205 mg/m^(3)。

关键词：煤粉工业锅炉高速煤粉燃烧器掺烧秸秆深度空气分级

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29 MW高速煤粉燃烧器稳燃机理

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煤炭学报 2021年第S2期46卷 1069-1076页

煤粉工业锅炉广泛应用于市政热力和工业园区,具有快速启停和调节负荷的优势。为了提高煤粉工业锅炉经济性,降低燃料成本,需要提高煤粉工业锅炉的燃料适应性。高速煤粉燃烧器作为煤粉工业锅炉的核心设备,目前其稳燃性能的研究主要围绕工... 详细信息

煤粉工业锅炉广泛应用于市政热力和工业园区,具有快速启停和调节负荷的优势。为了提高煤粉工业锅炉经济性,降低燃料成本,需要提高煤粉工业锅炉的燃料适应性。高速煤粉燃烧器作为煤粉工业锅炉的核心设备,目前其稳燃性能的研究主要围绕工业试验开展。以29 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,研究其稳燃机理,首先对电站锅炉燃烧器着火热公式进行修正,获得适合于煤粉工业的着火热计算公式,计算7种负荷下的一次风煤粉气流着火热;其次采用数值模拟的方法分析6种工况下回流区变化情况并使用掺混系数分析高速煤粉燃烧器额定负荷燃烧混煤(工况f)时回流区边界上一次风和二次风混合情况;最后分析配置高速煤粉燃烧器的40 t/h蒸汽锅炉使用混煤和神府烟煤燃烧效果。研究结果表明,高速煤粉燃烧器一次风煤粉气流着火热随着负荷的提高而提高,当负荷从35%提高到100%,使用神府烟煤和混煤的着火热分别为450~850 kW和650~1300 kW;高速煤粉燃烧器回流区大小与负荷变化关系不大,高负荷下燃烧器内的稳燃压力大于低负荷,55%和75%负荷时回流区靠近一次风管回流帽;随一次风逆喷距离与一次风管内径比(L/d)增加,工况f回流区边界掺混系数由负值逐渐增加到正值,说明高温烟气能够及时进入回流区,促进一次风气流加热升温,同时在回流区末端烟气流出边界,与二次风汇合,形成滞止区,生成值班火焰;工业试验表明锅炉中低负荷下燃用混煤能够稳定着火并燃烧,当二次风量超过20000 Nm/h时燃烧不稳定,因为值班火焰被冷风逐渐吹灭,燃烧器内稳燃循环被打破。

关键词：煤粉工业锅炉高速煤粉燃烧器着火热回流区掺混系数值班火焰

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移动床中内构件对煤热解反应过程调控作用

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化工进展 2021年第3期40卷 1334-1343页

作者：周琦张旭白效言张飏王岩裴贤丰煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院北京100013

在外热式内构件(多级折流板和多段集气管)移动床反应器内研究了淖毛湖煤的热解特性,并与常规固定床反应器中煤热解行为进行对比,考察了两反应器内的传热速率以及热解温度对产物分布、热解气组成、焦油组成和品质等影响规律。结果表明:在... 详细信息

在外热式内构件(多级折流板和多段集气管)移动床反应器内研究了淖毛湖煤的热解特性,并与常规固定床反应器中煤热解行为进行对比,考察了两反应器内的传热速率以及热解温度对产物分布、热解气组成、焦油组成和品质等影响规律。结果表明:在450℃低温热解时,煤颗粒在内构件移动床内的升温时间比固定床缩短了60%以上,内构件具有显著提高反应器内颗粒间传热速率的作用。随着热解温度的升高,热解气中的C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)和C_(3)H_(6)/C_(3)H_(8)的比值变大,挥发分的二次反应程度加大,但裂解程度低于固定床。内构件移动床中的焦油产率随温度的升高先增加后降低,在550℃时达到最高为10.8%(质量分数),比固定床增高约28.6%。当热解温度越高时,移动床所产焦油中的沥青质组分含量越低,在750℃时焦油中轻质组分质量分数达到85.17%,脂肪烃含量降低到了28.00%。通过与固定床对比,揭示了内构件(多级折流板和集气管)调控淖毛湖煤热解反应并提高热解焦油产率和品质的作用。

关键词：移动床热解传热传质内构件焦油品质调控

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折流内构件移动床中煤在不同停留时间下的热解行为特性

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燃料化学学报 2021年第5期49卷 703-711页

作者：周琦张旭王岩曲思建张飏白效言裴贤丰煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院北京100013

针对常规移动床煤热解工艺所面临的无法处理粉煤,轻质焦油产率低、焦油品质差等问题,开发了折流内构件移动床热解工艺来调控气固两相的热质传递和热解反应过程。利用多段集气系统可及时地收集煤在不同热解阶段释放出的油气产物,研究了... 详细信息

针对常规移动床煤热解工艺所面临的无法处理粉煤,轻质焦油产率低、焦油品质差等问题,开发了折流内构件移动床热解工艺来调控气固两相的热质传递和热解反应过程。利用多段集气系统可及时地收集煤在不同热解阶段释放出的油气产物,研究了淖毛湖煤在不同温度和停留时间下的热解行为特性和产物品质。结果表明,折流内构件强化了颗粒间的热量和挥发分物质的传递,使其可处理0.4−6.0 mm的粉煤;在热解温度550℃,停留时间为3.0 h时,热解焦油产率达到最高为11.38%(占格金焦油产率的86.87%,质量分数),焦油馏分中低于360℃的轻质组分质量分数为85.0%;随着停留时间的延长,热解气中的H2体积分数从22.1%增加到了35.1%,CO体积分数从8.0%增加到了9.5%;在第一和第二层反应器中的焦油产率随停留时间的延长而增加,在第三和第四层反应器内当停留时间为2.0 h时焦油产率最大;随着床层数的增加,焦油模拟蒸馏馏分中的轻质组分含量增加,焦油脂肪烃化合物含量减小,而单环芳烃和二环芳烃的含量逐渐增加。

关键词：移动床折流内构件热解停留时间焦油品质

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半干法脱硫剂的性能及脱硫机理

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煤炭转化 2019年第3期42卷 55-61页

作者：崔名双周建明张鑫牛芳潘冠福煤炭科学研究总院节能技术有限公司煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京研究生100013

在固定床脱硫实验平台上探究低温低含水率条件下,制备钙基脱硫剂的脱硫过程及脱硫机理。采用BET表征手段对脱硫剂的孔隙结构进行表征,X射线能谱分析脱硫剂中活性氧化钙的含量。结果表明:根据脱硫反应速率与扩散速率的差值,将钙基脱硫剂... 详细信息

在固定床脱硫实验平台上探究低温低含水率条件下,制备钙基脱硫剂的脱硫过程及脱硫机理。采用BET表征手段对脱硫剂的孔隙结构进行表征,X射线能谱分析脱硫剂中活性氧化钙的含量。结果表明:根据脱硫反应速率与扩散速率的差值,将钙基脱硫剂的脱硫过程分为动力段、平衡段和过渡段三个阶段,脱硫效率在动力段由脱硫反应速率控制,在过渡段由气体扩散速率控制,提高脱硫效率即减小脱硫反应速率与气体扩散速率的差值;随着含水率的增加,有效脱硫时间和最大脱硫效率分别呈现递增和递减的趋势,本实验中脱硫效率最大为100%,有效脱硫时间最长为55.47min,粉煤灰和熟石灰掺混比(质量比)不同的脱硫剂有效物质含量以及脱硫剂孔隙结构均发生变化,最佳掺混比为3∶1;在过渡段中存在脱硫效率的小幅度上升,当含水率越小,粉煤灰占比越大过渡段脱硫效率的上升趋势越明显,上升段主要发生在中小孔径区域。

关键词：脱硫剂性能脱硫机理含水率掺混比孔隙结构脱硫效率

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内旋式移动床煤热解新工艺开发及试验

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化工进展 2020年第3期39卷 984-991页

作者：白效言曲思建张飏王岩裴贤丰煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013

采用2t/d外热内旋式移动床热解试验装置,通过控制反应器物料热解区及粉尘沉降气室区的温度,研究了内旋式移动床工艺温度分布对13mm以下神木煤热解产物产率及性质的影响规律。结果表明:物料热解温度控制为650℃和700℃时,煤料均实现了较... 详细信息

采用2t/d外热内旋式移动床热解试验装置,通过控制反应器物料热解区及粉尘沉降气室区的温度,研究了内旋式移动床工艺温度分布对13mm以下神木煤热解产物产率及性质的影响规律。结果表明:物料热解温度控制为650℃和700℃时,煤料均实现了较好热解,半焦挥发分Vdaf降低至10.36%~11.95%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,辐射传热作用增强,半焦和焦油产率降低,煤气产率升高;在物料热解温度700℃,粉尘沉降气室温度500℃时,焦油收率Tard最高,为7.44%;物料热解温度为650℃,焦油模拟蒸馏360℃以下馏分含量为63.3%~72.0%,物料热解温度700℃时为67.5%~72.2%;相同物料热解温度,提高粉尘沉降气室温度后,焦油中轻油组分减少,洗油和沥青质含量增加,煤气中氢气含量增加;粉尘沉降气室温度达到550℃时,挥发物二次反应作用明显强于450℃和500℃;各工艺条件下,焦油中喹啉不溶物含量均低于1%,最低为0.51%。

关键词：内旋式移动床温度场产物品质低阶煤热解

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活性焦低温脱除烟气中NO的试验及机理研究

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洁净煤技术 2021年第3期27卷 217-224页

作者：张媛陈隆煤科院节能技术有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 煤炭科学研究总院北京100013

活性焦是一种优良的孔隙结构材料,前人研究了活性焦在中高温条件下的脱硫脱硝性能,但鲜见其在低温(<100℃)条件下的脱硝性能研究。为了研究活性焦低温脱除NO特性,按照煤粉工业锅炉实际烟气组分配制模拟烟气,搭建固定床反应器试验台架... 详细信息

活性焦是一种优良的孔隙结构材料,前人研究了活性焦在中高温条件下的脱硫脱硝性能,但鲜见其在低温(<100℃)条件下的脱硝性能研究。为了研究活性焦低温脱除NO特性,按照煤粉工业锅炉实际烟气组分配制模拟烟气,搭建固定床反应器试验台架,通过改变温度、氧浓度、SO_(2)浓度、水分等参数,研究工艺条件对活性焦脱除NO效率影响。采用红外光谱(FT-IR)、原位红外、热重试验(TG-DTA)、光电子能谱(XPS)、程序升温脱附(TPD)等手段表征反应前后活性焦的微观结构和表面化学性质。结果表明:50~90℃,温度越低,氧浓度越高,活性焦脱除NO效率越高。SO_(2)和水分的存在均不利于活性焦脱除NO。SO_(2)极性强,会与NO竞争吸附位及活性位点,水分则会在活性焦表面形成一层水膜,使活性焦毒化。活性焦低温脱除NO同时发生物理吸附和化学催化氧化作用,以物理吸附为主。物理吸附依赖于活性焦丰富的微孔结构和优良的比表面积。化学催化氧化依靠烟气中的游离氧气和活性焦表面的含氧官能团。NO开始脱附的温度为150℃,225℃时脱附浓度最高,600℃全部脱附。NO_(2)开始脱附温度为175℃,225℃时脱附浓度达到最高,500℃时全部脱附。

关键词：活性焦低温催化氧化吸附

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温度对内旋式移动床热解产物的影响规律研究

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煤炭科学技术 2020年第8期48卷 216-223页

作者：白效言曲思建马栋张飏煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013

低阶煤热解产物的产率和性质与反应器类型及热解温度等工艺条件密切相关,直接影响下游产业链的开发与延伸,一直是煤热解工艺开发过程中关注的重点。为获得满足产物后续规模化利用要求的最优热解工艺条件,采用1 kg/h内旋式移动床连续热... 详细信息

低阶煤热解产物的产率和性质与反应器类型及热解温度等工艺条件密切相关,直接影响下游产业链的开发与延伸,一直是煤热解工艺开发过程中关注的重点。为获得满足产物后续规模化利用要求的最优热解工艺条件,采用1 kg/h内旋式移动床连续热解试验炉,以神木煤为原料,研究热解温度对半焦燃烧性、可磨性、稳定性以及焦油产率和组分分布的影响规律。结果表明:内旋式移动床热解炉控制热解温度500~800℃,热解时间150 min时,半焦产率为68.53%~78.62%,焦油产率先升高后降低,在650℃时最高,为7.52%;连续试验中半焦挥发分波动在1个百分点以内,气流着火温度为562.1~730.5℃,着火性能处于易燃和中等可燃范围,哈氏可磨性指数随着热解温度先升高后降低;热解温度控制为600~700℃,获得较高焦油产率的同时,半焦质量可满足电站锅炉和高炉喷吹规模利用的要求;通过反应器温度场控制可以实现焦油组分的调控,反应器底部温度650℃,中上部温度450~550℃时,焦油中重质组分含量(>360℃馏分)最低为25.68%,有利于后续蒸馏、加氢等处理;反应器中上部温度高于550℃时,挥发物二次反应加剧,导致轻质组分含量降低。

关键词：低阶煤内旋式移动床热解炉热解温度半焦

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煤热解提高焦油产率及品质关键技术与研究进展

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煤炭科学技术 2019年第3期47卷 227-233页

作者：张旭王利斌裴贤丰王岩周琦煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013

针对低阶煤热解工艺普遍存在的焦油产率低、焦油中重质组分(沸点高于360℃的组分)含量高等关键技术问题,从煤热解机理及焦油产生过程出发,探讨了影响焦油产率和品质的主要因素,提出通过原煤预处理强化挥发分的组成和结构的控制、设计结... 详细信息

针对低阶煤热解工艺普遍存在的焦油产率低、焦油中重质组分(沸点高于360℃的组分)含量高等关键技术问题,从煤热解机理及焦油产生过程出发,探讨了影响焦油产率和品质的主要因素,提出通过原煤预处理强化挥发分的组成和结构的控制、设计结构新颖的热解反应器调控煤颗粒的热解和挥发分的二次反应过程、协同控制热解条件、控制油气中粉尘含量等提高焦油产率和品质的方法。期望新型的热解技术可处理较宽粒度范围的煤,降低挥发分在高温区的停留时间、抑制焦油二次反应,提高轻质焦油含量,并降低焦油中粉尘含量,构建热解条件和焦油组成之间的协同调控,实现煤热解油品品质强化。

关键词：煤热解二次反应焦油产率焦油品质热解反应器

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低阶煤热解关键技术问题分析及研究进展

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煤炭科学技术 2018年第1期46卷 192-198页

作者：白效言张飏王岩王之正周琦煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013

针对低阶煤热解工业化进程中面临焦油品质差、粉尘夹带严重、油尘难分离等技术瓶颈,从焦油收率和品质调控、粉尘控制与除尘技术的角度分析了其原因,综述了相关的研究进展及技术应用情况。热解新工艺的开发要充分考虑催化热解、富氢气氛... 详细信息

针对低阶煤热解工业化进程中面临焦油品质差、粉尘夹带严重、油尘难分离等技术瓶颈,从焦油收率和品质调控、粉尘控制与除尘技术的角度分析了其原因,综述了相关的研究进展及技术应用情况。热解新工艺的开发要充分考虑催化热解、富氢气氛和二次反应调控等工艺的结合与应用,研发催化热解—催化气化或燃烧耦合一体化技术以实现催化剂的循环、低成本利用;优先选用源头控尘热解工艺,尽可能抑制粉尘的产生和实现反应器内高效控尘,减轻后续的净化分离负荷;高温气固分离应加强颗粒床除尘、高温静电除尘、高温洗涤除尘等技术的研发,并尽可能避免长流程除尘工艺,提高系统的可靠性。

关键词：低阶煤热解焦油品质粉尘

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