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桦甸油页岩半焦循环流化床燃烧特性研究

刘静宇  
【摘要】: 油页岩是一种重要的潜在能源,储量巨大,在化石燃料中它的储量折算成发热量仅次于煤而列第二位。作为炼油后的废渣,半焦有3600~4000kJ/kg发热值,约占油页岩总发热值的40~50%。其挥发份含量低,灰分很大,发热值很低,是一种很难着火、很难燃尽的劣质燃料;而开采出来的油页岩,其中8mm以下碎屑占1/4左右不能用于炼油,只能直接送入发电厂。因此,可以将油页岩和半焦按一定比例混合后作为燃料送入循环流化床锅炉,可以达到最大限度利用油页岩的目的。 本文以“十五”国家重点科技攻关项目“桦甸油页岩的综合利用”为依托,围绕油页岩半焦循环流化床燃烧试验,设计和搭建了循环流化床试验台。对床层温度、过量空气系数、密相区燃烧份额、一、二次风配比、二次风位置及其给入方式等参数进行了设计。对设计试验台所需的临界流态化速度、颗粒终端速度、空气量、烟气量、密相区流速、稀相区烟速等进行了计算。对旋风分离器、固体返料装置、布风装置、点火装置、观察窗、扒渣门等主要部件进行了专门设计和改进工作。 通过对试验台的冷态试验和运行调试以及相应的改进,初步掌握和完善了其运行性能,在试验台上对不同燃料的试烧表明试验台有较好的燃料适应性。 本文对油页岩半焦和两种不同配比的油页岩半焦和油页岩的混合燃料的燃烧特性进行了试验研究,从而为设计大型燃烧油页岩半焦的循环流化床锅炉提供了依据和指导;试验考察了燃料以及一次风率对床内温度、压力分布特性的影响;分析了床内颗粒分布的影响因素;并对燃烧过程中底渣、飞灰和烟气成分进行了分析,得到了不同工况下的燃烧效率。试验表明,油页岩半焦完全可以以循环流化床燃烧的方式加以利用。综合试验结果,在油页岩半焦中掺入20%的油页岩半焦更为合理。另外,燃烧产生的灰渣含碳量总体在5%以下,可以作为建材原料加以利用。


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