單顆粒煤泥燃燒特性的研究.pdf

1、單顆粒固體燃料燃燒特性的研究是實(shí)現(xiàn)固體燃料潔凈燃燒的基礎(chǔ)。本文采用實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法，研究了灰分含量、升溫速率對(duì)煤泥燃燒特性參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響，單顆粒煤泥的著火與燃燒過程，以及單顆粒煤泥燃燒過程中的污染物排放。主要工作如下:
　　1)采用熱重分析儀研究了不同灰分含量的煤泥在不同的升溫速率下的釋熱失重過程。通過對(duì)TG和DTG曲線的分析，求解了煤泥的燃燒特性參數(shù)，結(jié)合Coats-Redfen積分法，求解了燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)。結(jié)

2、果表明，在相同的升溫速率條件下，隨著煤泥灰分的升高，TG和DTG曲線向高溫區(qū)域移動(dòng)、DTG曲線的峰值逐漸減小、著火溫度先降低后升高、著火延遲時(shí)間略有降低、可燃性指數(shù)降低、著火穩(wěn)燃特性先升高后降低、燃盡特性指數(shù)先降低后升高、活化能逐漸升高。
　　2)設(shè)計(jì)搭建了單顆粒煤泥燃燒實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其主要由氣瓶、質(zhì)量流量控制器、氣體混合室、管狀立式加熱爐、控溫裝置、燃料顆粒傳輸裝置和圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成;可實(shí)現(xiàn)多種工況參數(shù)的設(shè)定，如環(huán)境氣體組分、溫

3、度和流速等;可通過圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行煤泥顆粒著火現(xiàn)象、著火延遲時(shí)間、著火溫度、燃燒過程和煙氣組分濃度等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，研究煤泥顆粒的著火和燃燒過程。
　　3)在管狀立式加熱爐中，營造N2/O2氛圍，研究了熱氛圍溫度、氧濃度和流速對(duì)單個(gè)煤泥顆粒的著火和燃燒過程的影響。結(jié)果表明，當(dāng)氣體流速一定時(shí)，焦的非均相著火多發(fā)生在中低氧濃度和低溫條件;炭的非均相著火多發(fā)生在高氧濃度條件下;揮發(fā)分的均相著火多發(fā)生在高溫中低氧濃度條件下。隨著熱氛圍

4、溫度和氧濃度的升高，著火溫度與著火延遲時(shí)間逐漸減小。
　　4)在管狀立式加熱爐中，營造CO2/O2氛圍，研究了熱氛圍溫度、氧濃度和流速對(duì)單個(gè)煤泥顆粒的著火和燃燒過程的影響，并與N2/O2氛圍進(jìn)行了對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)表明，在相同的熱氛圍溫度和氧濃度條件下，CO2/O2比N2/O2的比熱容高，且氧分子在CO2/O2氛圍中的擴(kuò)散速率較低，導(dǎo)致CO2/O2氛圍中煤泥顆粒的著火延遲時(shí)間增加、著火溫度升高，燃燒劇烈程度降低。
　　5)在管狀

5、立式加熱爐中，分別研究了N2/O2和CO2/O2氛圍中，氧濃度和溫度對(duì)單顆粒煤泥燃燒過程中的煙氣排放與燃盡后的殘?jiān)w粒表面形貌和元素分布的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CO2/O2氛圍削弱了碳氧化成二氧化碳的過程的同時(shí)，加強(qiáng)了焦的氣化反應(yīng)過程。氧濃度和熱氛圍溫度的升高，有利于NOx的形成。在相同熱氛圍溫度下，煤泥顆粒所處熱氛圍還原性越高，其灰分粘度越低。在CO2/O2氛圍中，燃燒的煤泥顆粒周圍氣體的還原性強(qiáng)于N2/O2氛圍，從而導(dǎo)致CO2/O