神華煤液化殘?jiān)八簼{的燃燒特性研究與數(shù)值模擬.pdf

1、在石油消費(fèi)量和進(jìn)口量不斷增加的形勢(shì)下，大力開(kāi)展以煤代油和以煤造油技術(shù)，保證能源安全，是我國(guó)一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。在這一精神的指導(dǎo)下，1997年神華集團(tuán)提出建設(shè)煤炭液化項(xiàng)目的設(shè)想。2001年3月，國(guó)家批準(zhǔn)神華煤直接液化項(xiàng)目建議書。2002年9月，國(guó)家批準(zhǔn)項(xiàng)目可行報(bào)告。該項(xiàng)目首條生產(chǎn)線將于2007年7月建成，2010年左右建成第二條生產(chǎn)線。 與此同時(shí)，煤液化工藝產(chǎn)生的液化殘?jiān)且环N高炭、高灰和高硫的物質(zhì)，在某些工藝中占到液化原煤總量

2、的30％左右，如此多的煤液化殘?jiān)鼘?duì)液化過(guò)程的熱效率和經(jīng)濟(jì)性所產(chǎn)生的影響是不可低估的。因此，處于經(jīng)濟(jì)和環(huán)保兩方面的考慮，本文對(duì)煤液化殘?jiān)那鍧嵗眠M(jìn)行了充分的研究。本文以神華煤液化殘?jiān)鼮檠芯恳罁?jù)，詳細(xì)進(jìn)行了煤液化殘?jiān)剂咸匦浴⒅茲{特性的研究，同時(shí)還進(jìn)行了神華煤液化殘?jiān)鸵夯瘹堅(jiān)簼{的熱解特性、燃燒特性以及燃燒過(guò)程中硫化物和氮氧化物的排放特性研究，最后對(duì)液化殘?jiān)簼{鍋爐的動(dòng)力和燃燒特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果為煤液化殘?jiān)那鍧嵗锰峁┝?/p>

3、豐富的理論依據(jù)。 首先，在對(duì)三種煤樣的巖相對(duì)比研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了神華煤液化殘?jiān)奈⒂^組分，并利用沉降法和旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)研究了神華煤液化殘?jiān)簼{的濃度和粘度特性。 燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都必須以燃料的自身特性為基礎(chǔ)，用熱重差熱同步分析儀研究了神華煤液化殘?jiān)鸵夯瘹堅(jiān)簼{的熱解以及燃燒特性。神華煤液化殘?jiān)娜紵诘蜏囟畏浅?qiáng)烈，在150℃區(qū)間內(nèi)迅速揮發(fā)完畢，試驗(yàn)樣品的質(zhì)量迅速下降，燃燒產(chǎn)物的50％以上是在這個(gè)階段進(jìn)行，

4、說(shuō)明神華煤液化殘?jiān)捌谌紵磻?yīng)能力很強(qiáng)。在高溫段，由于神華煤液化殘?jiān)剂枯^高，神華煤液化殘?jiān)墓I(yè)分析固定碳的含量為37.69％，其在高溫段的分解量較高，占總重量的70％左右，但是相對(duì)于低溫段的燃燒速率相對(duì)較低，半峰寬較大，燃燒不夠集中。 其次，在失重分析的基礎(chǔ)上，本文研究了神華煤液化殘?jiān)退簼{燃燒過(guò)程中硫化物的排放特性，著重從分析化學(xué)的角度對(duì)煤液化殘?jiān)肮塘蛱砑觿┑撵褵蜔Y(jié)進(jìn)行了XRD晶相組成分析及SEM表面形態(tài)分析，深

5、入探討了溫度、時(shí)間及氣氛變化對(duì)其燃燒及燒結(jié)特性的影響規(guī)律。神華煤液化殘?jiān)簼{燃燒時(shí)的硫析出量及析出速率均低于液化殘?jiān)紵龝r(shí)的析出量，添加6％電石馇配制而成的脫硫型水煤漿在1100℃和1200℃時(shí)的燃燒固硫效果分別可達(dá)65％和35％。當(dāng)爐溫由1100℃升高到1300℃時(shí)，神華煤液化殘?jiān)c液化殘?jiān)簼{及脫硫型水煤漿的硫析出量以及析出速率都相應(yīng)的提高，但三者之間的差別很小。 對(duì)神華煤液化殘?jiān)簼{的燃料氮析出規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，主

6、要研究了溫 度、停留時(shí)間、粒徑對(duì)液化殘?jiān)剂系龀鎏匦缘挠绊?，特別是對(duì)NO<,x>前驅(qū)物HCN、NH<,3>的影響進(jìn)行了研究。本文首次研究了神華煤液化殘?jiān)簼{的燃料氮析出規(guī)律，從機(jī)理上證明了水煤漿低NO<,x>的排放特性。 最后，在燃燒試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了神華煤液化殘?jiān)簼{燃燒的數(shù)值模擬，對(duì)410T/h水煤漿燃燒鍋爐熱態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究，分析了水煤漿電站鍋爐爐內(nèi)水煤漿顆粒燃燒的特點(diǎn)，并對(duì)爐內(nèi)H<,2>O、O<,