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准东煤分步和直接化学链燃烧特性
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作者 亚力昆江·吐尔逊 高志伟 +5 位作者 代正华 钟梅 靳立军 李建 刘洋 魏博 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期16-26,共11页
化学链燃烧作为高效的低碳排放燃烧技术,在提高燃料利用率和减少CO_(2)排放方面显示出其独特优势。采用Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体,利用两段式固定床反应器开展了准东煤直接和分步化学链燃烧试验,探究了载氧体反应前后理化特性。发... 化学链燃烧作为高效的低碳排放燃烧技术,在提高燃料利用率和减少CO_(2)排放方面显示出其独特优势。采用Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体,利用两段式固定床反应器开展了准东煤直接和分步化学链燃烧试验,探究了载氧体反应前后理化特性。发现准东煤热解挥发分化学链燃烧碳转化率和CO_(2)选择性随温度和载氧体与煤质量比(OC/C)增加而升高。OC/C和温度升高提高半焦化学链燃烧碳转化率,但降低CO_(2)选择性。相比煤直接化学链燃烧,在相同条件,分步化学链燃烧CO_(2)选择性大幅提高、碳转化率有所降低。反应温度800℃,分步化学链燃烧CO_(2)选择性达89.51%,相比直接化学链燃烧提升了29.18%。反应温度950℃,分步化学链燃烧碳转化率在60.40%,比直接化学链燃烧降低6.78%。与半焦反应后载氧体还原程度高于与煤热解挥发分反应后载氧体,半焦与载氧体的反应是煤化学链燃烧的限制因素之一。本研究为实现准东煤低碳清洁燃烧提供重要理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 化学链燃烧 载氧体 煤热解挥发分 半焦 CO_(2)选择性
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大型燃煤锅炉中含Na/Cl/S组分的演变与受热面结渣倾向的数值模拟
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作者 王毅斌 王肖肖 +2 位作者 李鹏 谭厚章 魏博 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期251-259,共9页
提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态... 提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态含Na组分主要以NaO_(2)、NaCl、Na_(2)SO_(4)和NaOH形式存在;最上层燃烧器至分离燃尽风(SOFA)喷口区域、最下层燃烧器至冷灰斗转角区域的水冷壁结焦风险高;炉膛出口区域后屏过热器底部颗粒黏附位置相对集中,炉内辐射式过热器结焦速率远高于气态钠盐冷凝速率,对流受热面颗粒沉积速率约是钠盐蒸气冷凝速率的3~4倍。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 碱金属 结渣 冷凝 模拟
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淖毛湖煤和棉秆共热解协同效应分析
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作者 胡孟启 罗杰 +5 位作者 刘洋 钟梅 代正华 靳立军 亚力昆江·吐尔逊 李建 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期85-94,共10页
煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质... 煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质,并结合分形理论研究共热解半焦的孔隙特征,探究共热解协同效应。结果表明,NMH和CS协同作用因填料方式不同而变化,填料方式对共热解产物分布及性质影响大。用Case 4方式时,共热解焦油产率最高,为15.94%,较理论计算值增加3.89%,正协同效应最显著。此时,CS热解产生的富氢组分及时与NMH热解挥发物发生交互作用,导致H_(2)、CH_(4)和C_(2)~C_(4)产量较理论值降低,共热解焦油产率增加。不同填料方式对共热解焦油中轻油馏分均产生负协同作用。含氧化合物相对含量减少可能是因为共热解过程促进脱氧反应(如脱羧和脱羰基化等),进一步生成脂肪烃,减少含氧官能团发生交联反应;在共热解中,·H自由基与活性含氧基团产生正协同作用,促使焦油中O、N、S原子向固体或气体产物转移。由半焦分形结果可知半焦分形维数D_(1)和D_(2)均在2~3间,说明半焦粗糙度和孔结构均满足分形结构基本特征。对于Case 3和Case 4方式,位于下层样品半焦的表面更粗糙。用Case 3方式所得CS-C孔隙更小;而Case 4方式所得NMH-C孔隙更不均匀,孔结构更复杂。 展开更多
关键词 低阶煤 棉秆 填料方式 共热解 协同效应
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中温分离循环流化床锅炉燃用准东煤的灰沉积与腐蚀特性研究 被引量:2
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作者 刘江山 魏博 +4 位作者 陈丽娟 马金荣 马剑飞 韩兴龙 肖伍扬 《锅炉技术》 北大核心 2022年第4期37-43,共7页
对某台中温分离循环流化床锅炉燃用准东煤过程中存在的沾污结渣问题进行分析,收集了一级蒸发器、三级过热器和二级过热器沉积的渣样,采用X射线衍射、X射线荧光光谱仪、扫描电镜和X射线能谱仪对渣样的元素分布、矿物成分和微观形貌进行... 对某台中温分离循环流化床锅炉燃用准东煤过程中存在的沾污结渣问题进行分析,收集了一级蒸发器、三级过热器和二级过热器沉积的渣样,采用X射线衍射、X射线荧光光谱仪、扫描电镜和X射线能谱仪对渣样的元素分布、矿物成分和微观形貌进行分析。结果表明:燃用准东煤时中温分离循环流化床锅炉炉膛内换热器区域发生了严重的结渣和腐蚀问题。换热器所处的温度区域和换热器管束布置对结渣特性影响严重。当烟气温度较高时,沉积过程主要为:烟气中熔融的CaSO_(4)颗粒撞击换热器表面形成初始沉积层,而后黏结烟气中的飞灰颗粒,最终造成结渣。当温度较低时,沉积过程主要为:烟气中的Na、Si、Al结合生成钠的硅铝酸盐沉积在换热器表面引发结渣。并且沉积物中的硫酸盐与管壁氧化层生成硫酸盐络合物,导致换热器表面的腐蚀。 展开更多
关键词 准东煤 中温分离循环流化床锅炉 沾污结渣 CaSO_(4) 换热器腐蚀
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