印尼褐煤煤泥流變特性及其流化床燃燒技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、流化床燃燒技術(shù)因具有燃料適應(yīng)性廣和污染物排放低的優(yōu)點成為褐煤煤泥處置的優(yōu)先選擇。但褐煤煤泥不同于常規(guī)的煙煤煤泥，在流化床中的燃燒機理特性尚未明析，成為進(jìn)一步提高燃燒效率和減少污染物排放的阻礙之一。本文依托橫向項目(國華印尼電廠褐煤煤泥回用技術(shù)研究)，受神華國華（北京）電力研究院有限公司委托，針對印尼褐煤煤泥，開展了管道輸送真實流變特性、小流化床單顆粒燃燒機理、中試流化床燃燒試驗等系統(tǒng)性研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴印尼褐煤煤泥

2、的水分分布特性研究。采用了熱干燥法和TG-DSC法進(jìn)行研究，并基于熱干燥法和結(jié)合能分析提出了一個新的計算印尼褐煤煤泥水分分布方法，將印尼褐煤煤泥漿水分劃分為五類，分別為：表面吸附水、間隙水、孔隙水、黏附水、和內(nèi)部吸附水。⑵印尼褐煤煤泥燃燒和熱解機理動力學(xué)分析研究，采用熱重紅外分析儀研究了印尼褐煤煤泥(LWT)的燃燒和熱解基礎(chǔ)特性，開展了不同升溫速率的實驗。在熱重紅外分析的基礎(chǔ)上，研究了印尼褐煤煤泥燃燒和熱解動力學(xué)分析，首先比較了兩種常用

3、計算印尼褐煤煤泥活化能方法：等轉(zhuǎn)化率法(iso-conversional)和預(yù)設(shè)模型法(model-based)此外，提出一種等轉(zhuǎn)化率法與預(yù)設(shè)模型法的互補結(jié)合模型獲得印尼褐煤煤泥熱解和燃燒過程中的完整動力學(xué)參數(shù)，所得結(jié)論為下文印尼褐煤煤泥燃燒或熱解機理研究提供參考。⑶印尼褐煤煤泥管道輸送壁面滑移和真實流變特性研究。采用流量壓力降法研究了印尼褐煤煤泥漿體管道輸送流變特性，并采用改進(jìn)的Mooney滑移修正方法，得出印尼褐煤煤泥漿體管道輸送滑

4、移系數(shù)以及管徑修正指數(shù)，對實測的流變特性模型進(jìn)行修正，從而獲得真實流變模型。所得結(jié)論為印尼褐煤煤泥處置利用中管道輸送設(shè)計提供依據(jù)。⑷單顆粒印尼褐煤煤泥流化床燃燒實驗和燃燒機理模型研究。在小型流化床中開展了印尼褐煤煤泥燃燒特性和凝聚結(jié)團(tuán)特性研究。分析了不同床溫、不同停留時間、不同水分等影響因素對褐煤煤泥在流化床內(nèi)的燃燒特性和凝聚團(tuán)結(jié)特性的影響，并基于 EDS分析煤泥結(jié)團(tuán)機理，提出了可以預(yù)測煤泥結(jié)團(tuán)強度的模型。首先對目前常見固體燃料的燃燒模

5、型進(jìn)行綜述研究，包括：煤、生物質(zhì)和固體廢物。綜述將現(xiàn)有單顆粒燃料燃燒模型一一列舉，為單顆粒印尼褐煤煤泥燃燒模型提供參考。在綜述研究的基礎(chǔ)上，本文考慮了印尼褐煤煤泥顆粒流化床燃燒過程中由于磨損造成的顆粒粒徑減少的因素，在水分蒸發(fā)和揮發(fā)分析出模型中耦合了顆粒粒徑收縮模型；并對高水分印尼褐煤煤泥水分蒸發(fā)速率動力學(xué)模型進(jìn)行修正，提出了適用于高水分印尼褐煤煤泥的單顆粒水分蒸發(fā)和揮發(fā)分析出的數(shù)學(xué)模型。⑸印尼褐煤煤泥中試流化床燃燒調(diào)整研究。分別研究了

6、鼓泡流化床(BFB)和循環(huán)流化床(CFB)中印尼褐煤煤泥的燃燒和污染物排放特性，分析了過量空氣系數(shù)、給料速率、一二次風(fēng)比率和二次風(fēng)位置等運行條件對印尼褐煤煤泥燃燒和污染物排放的影響，通過不斷優(yōu)化運行條件，進(jìn)行燃燒調(diào)整，改善印尼褐煤煤泥燃燒和污染物排放特性。⑹基于上述研究結(jié)果，設(shè)計了75t/h循環(huán)流化床燃用印尼褐煤煤泥技術(shù)方案。通過鍋爐熱力計算，獲得鍋爐設(shè)計參數(shù)、鍋爐設(shè)計結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行變負(fù)荷計算分析，最終提供完整的印尼褐煤煤泥循環(huán)流化床鍋爐