煤粉在加壓富氧條件下的燃燒特性研究.pdf

1、富氧燃燒技術(shù)作為一種新型環(huán)境友好的燃煤方式，其原理是利用空氣分離獲得的高純氧和部分鍋爐排煙（主要是CO2和H2O）混合而成的混合氣代替空氣作為燃燒時(shí)的氧化劑，從而使燃燒排煙中的CO2濃度大幅提高，高濃度的CO2有利于進(jìn)行分離和貯存，是近些年來較為有希望的燃煤近零排放技術(shù)之一。而在常規(guī)富氧燃燒原理的基礎(chǔ)上提出的加壓富氧燃燒概念，具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。目前國內(nèi)外對于加壓富氧燃燒技術(shù)的研究主要集中在數(shù)值模擬及通過熱重實(shí)驗(yàn)研究富氧燃燒方式下

2、煤粉的燃燒與燃盡特性，因此，通過實(shí)驗(yàn)研究煤粉在加壓富氧條件下的燃燒過程，探究壓力對煤粉燃燒特性的影響規(guī)律，將有助于煤粉加壓富氧燃燒技術(shù)的健康發(fā)展。本文主要采用實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的方法對下述問題開展了重點(diǎn)研究。
　　首先使用Aspen Plus流程模擬軟件對煤粉在加壓富氧條件下的燃燒過程進(jìn)行了熱力學(xué)分析研究，研究了壓力對燃燒生成物的影響。之后完成了加壓固定床反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)、搭建及調(diào)試:對實(shí)驗(yàn)零部件進(jìn)行了測試并對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了總

3、體安裝、檢測和試運(yùn)行。確保所搭建的實(shí)驗(yàn)裝置可以安全、可靠地運(yùn)行。最后在搭建好的加壓固定床反應(yīng)器系統(tǒng)上開展了加壓富氧條件下煤粉燃燒實(shí)驗(yàn)，并就壓力對煤粉富氧燃燒特性及煙氣成份的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:與常壓條件相比，煤粉在O230％/CO270％氣氛加壓條件下燃燒時(shí)，著火時(shí)間隨壓力的增加而下降，且下降幅度逐漸減小，2MPa及5MPa工況著火較為迅速;燃盡時(shí)間隨壓力的增加而增加，5MPa工況燃盡時(shí)間最長，而3MPa工況下煤粉燃盡時(shí)間與常壓工

4、況下煤粉富氧燃燒燃盡時(shí)間接近;燃燒最高溫度隨壓力的增加而升高，在2MPa時(shí)達(dá)到最高;不同壓力工況下煤粉燃燒速率隨壓力變化表現(xiàn)出較大差異。不同壓力工況下煙氣中氧氣濃度變化都經(jīng)歷先降后升的過程，其中在0.1MPa、4MPa、5MPa工況下O2濃度在反應(yīng)3分鐘時(shí)達(dá)到最小值;CO濃度隨壓力的變化都隨時(shí)間經(jīng)歷了先升后降的過程。相對于常壓，加壓工況下CO濃度顯著下降;各工況下CO2濃度的變化趨勢比較類似，在整個(gè)過程中都隨時(shí)間經(jīng)歷了一定的波動，在各個(gè)