水炭浆的燃烧性能分析

• 作者: 兰新哲 孟宇 宋永辉 时明亮 苏婷 高雯雯
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 水炭浆 燃烧特性 动力学分析 Aspen模拟 烟气粉尘
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 38-45
• 页数: 8页
• 分类号: TQ534.4|TQ519
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202005005

摘要

以低变质粉煤的低温干馏产物兰炭为固体原料,考察了采用干法制浆技术制备的水炭浆(CHWS)的燃烧性能.通过热重分析法(TG-DTG-DSC)可知,CHWS的燃烧过程可分为水分蒸发段、挥发分及炭质颗粒燃烧段和残炭燃烧段三个阶段.燃烧特性参数中着火点较高,温度可达446.4℃,出现最大燃烧速率的温度在563.7℃.分析浆体在10℃/min,20℃/min,30℃/min和40℃/min四种速率下的燃烧性能,结果表明:升温速率的提高可降低着火点,提高燃烧终止温度,扩展了燃烧区间(430.7℃～855.7℃),CHWS的最大失重速率提升,燃烧过程向高温方向移动,存在热滞后现象.基于Arrhenius公式的Doyle积分法求取的动力学参数表明:升温速率的提高有助于降低浆体的燃烧活化能,同一升温速率下第二阶段的燃烧活化能更低,最剧烈的燃烧过程发生在40℃/min升温速率时的第二阶段,活化能为14.18 kJ/mol.在Aspen模拟中兰炭的常规组分特性从数据库中获取,非常规组分不参加相平衡和化学平衡计算,燃烧过程按热重分析结果的三阶段划分,主体模块燃烧炉的模拟采用收率反应器和平衡反应器两部分完成,模拟结果显示:CHWS燃烧烟气中H2 O+CO2+N2的总量为96.46％(质量分数),污染气体NO+NO2+SO2+SO3的总量为0.52％(质量分数),二次除尘后粉尘含量降低至0.013 kg/h,CHWS具有燃烧高效充分、污染气体排放量低、粉尘含量少等优点,是一种高效清洁的固态燃料源燃料.