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水泥分解炉工况下混煤的燃烧特性研究

姜兵  
【摘要】: 目前,为降低水泥生产成本,实现低质煤的使用,在我国水泥工业中的大中型企业多使用优质烟煤和低质煤混合使用。混煤燃烧时,若煤种选择恰当,混合均匀,配比合理,创造良好的燃烧条件,发挥组分煤种各自的优越性,将会给燃煤的安全和经济性起到良好的作用。因此,深入研究不同单煤及混煤在分解炉工况下的燃烧特性,对于干法水泥生产线的稳定生产具有重要意义。本文结合分解炉燃烧工况,进行了单煤及混煤的着火特性、动力学、燃尽特性和混煤的配比等问题的研究,希望能为混煤在水泥生产中合理使用提供理论依据。 本文利用热天平、自制煤燃烧特性综合测试仪研究单煤及混煤的着火规律、动力学参数,分析不同温度,气流量对着火性能的影响,探讨混煤的着火特性与煤质、混煤掺混比例以及等挥发分煤之间的关系,结果表明:对于挥发分差别较小的烟煤和贫煤混合,掺入少量烟煤能改善贫煤的着火特性;而对于煤质较大的烟煤与无烟煤混煤,组成混煤的单煤基本保持其各自着火特性;混煤的着火性能比等量挥发分单煤的着火性能要差;在低挥发分煤中掺入烟煤,能降低了混煤燃烧的活化能,混煤的活化能比构成其组成单煤的加权平均活化能小,混煤的着火特性更加接近活化能低的单煤;不同煤种的掺混,掺混比例的不同,其活化能的变化规律也不同。 本文还利用高温热天平及高温气固悬浮试验台对单煤及混煤的燃尽特性进行了实验研究。分析结果表明:混煤的燃尽特性介于组成组分两种单煤之间,在低挥发分煤中掺入烟煤的量越多,其燃尽性能越好。在静态燃烧试验中,低挥发分煤中掺入少量烟煤,能明显改善低挥发分煤的燃尽性能;悬浮燃烧时,混煤中的各单煤在混煤燃烧过程中基本保持其自身的燃尽特性。提高煤粉细度、提高炉温、延长停留时间等将有利于提高混煤的燃尽效率。 本文综合分析混煤工业分析、着火特性、燃尽特性以及活化能等因素,提出混煤的综合评价方法,并得到混煤最佳配比的方案,在这个掺混比内,混煤的燃烧性能和成本效益综合起来是最佳的。低挥发分煤与烟煤的掺混时,需要掺入相对多的烟煤,才可以达到合理利用混煤的目的。


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