主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
首頁 > 期刊 > 期刊集群 > 全部期刊 > 《潔凈煤技術》
潔凈煤技術

期刊英文名:Journal of Clean Coal Technology

  《潔凈煤技術》,雙月刊,創刊于1995年,是由國家煤礦安全監察局主管,煤炭科學研究總院與煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心主辦的學術刊物。被美國《烏利希期刊指南》(Ulrichsweb)、美國《化學文摘》(CA)、美國《史蒂芬斯數據庫》(EBSCO host)、俄羅斯《文摘雜志》(AJ)收錄,為中國科技核心期刊、RCCSE中國核心學術期刊(A)。
  • 潔凈煤技術
    潔凈煤技術
  • 作者(Author):孫建榮肖文遠
    關鍵詞(KeyWords):全自動裝車系統自動化可編程控制傳感器

    摘要:神東煤炭集團洗選中心現有11個選煤廠全部采用快速裝車系統,年裝車量約2億t。快速裝車系統裝車效率高,但自動化程度相對較低,工作量大,主觀因素造成的煤炭浪費現象嚴重,影響裝車速度和精度。針對以上問題,筆者通過可編程控制技術原理與傳感器的應用,對原有快速裝車系統進行升級改造,自行研發了一套新型全自動裝車系統。具體措施為在裝車站一定位置增設雷達測速傳感器和光電傳感器,分別檢測火車的實時裝車速度和火車車廂運行位置,利用可編程控制技術自動調節裝車系統定量倉液壓閘板放煤的開啟時間點,進而實現全自動裝車。通過以上技術措施,裝車系統的裝車精度已提升到99%以上,適應了不同車型的全自動裝車。全自動裝車系統的應用釋放了裝車員80%的勞動力,降低了選煤廠裝車成本,可節約因裝車溜槽與車輛碰撞產生的維修費、勞務用工費用、勞務裝車質量差、超偏載等問題造成的經濟損失共計約1 500萬元/a。提高了裝車量控制精度,杜絕了不規范操作造成的裝車質量差,超、偏載等問題,保證了系統的穩定性和安全性。
  • 作者(Author):陶亞東潘月軍
    關鍵詞(KeyWords):煤泥水智能化控制反饋調節選煤廠加藥系統

    摘要:為進一步提升選煤廠煤泥水處理智能化管理水平,神東洗選中心將在線傳感器和噴灌式加藥設備智能化控制系統相融合,結合選煤廠煤泥水工藝流程特征,以煤泥水絮凝沉降試驗為依據,將濃縮機入料濃度作為加藥量相關條件因素,沉積界面厚度參數作為反饋信息,控制箱程序計算分析,調整電動閥門調節控制發出加藥量信息,實現煤泥水加藥系統智能化控制。通過多點噴灌加藥方式,使藥劑與煤泥水充分混合,通過煤泥水的沉降狀態判斷煤泥水在濃縮池中的各層沉降狀態,分析智能加藥系統智能化調節與現場煤泥沉降狀況的匹配度,人工對內置專家系統進行修訂,保證智能加藥系統不斷優化升級。通過一系列智能化手段,解決煤泥水工藝流程數字化管理不足的問題,建成了現代化選煤廠煤泥水加藥智能化控制系統的總體構架、在線監測儀器、加藥控制策略、控制裝置。以上成果在神東洗選中心上灣選煤廠投入使用,根據現場實踐,每提高100 t煤泥水處理量可將入選量提高100 t,同比可增加230 t原煤處理量,提高生產效率10%。
  • 作者(Author):宋文革
    關鍵詞(KeyWords):智能化大型選煤廠煤炭分選過程控制人工智能

    摘要:以大型選煤廠為研究對象,依據選煤廠智能化需求,提出全方位智能化建設方案,在緊密融合煤炭分選加工、過程控制和人工智能的基礎上,從智能感知、智能決策、設備智能診斷與管理以及生產過程智能化等環節進行理論研究和應用實踐,研發了選煤廠智能化建設成套技術。通過智能決策系統,對比不同生產方式,預測所能生產的商品煤產率和質量,從而計算出產品效益,推薦最優生產方式,并對生產成本、效益等進行分析,極大促進了神東煤炭集團管理創新及智能化建設,實現提質增效、智能化生產與管理。建立分選過程數據庫、生產模型評價庫和選煤專家數據庫在內的結構化私有云數據庫,在此基礎上,結合人工神經網絡及隨機搜索算法,根據用戶需求和效益最大化原則,在原有網絡基礎上,構建了基于工業4G網絡。以故障特征數據分析為支撐,開發選煤設備智能診斷管理系統,實現設備狀態的實時監測、在線分析、故障診斷和全生命周期的智能管理,解決了現有的信息孤島問題。以多維度的智能監控為基礎,實現生產環境感知、工藝系統感知、生產設備感知,通過智能統計、分析、預測生產狀態,對分選日常業務進行信息化管理,并結合移動控制等手段優化了現有管理機構及生產組織形式。開發數據驅動的重選控制參數在線實時智能給定與精準控制技術,開發煤泥水入料特性與固液相界面協同的智能化精準加藥技術,開發智能配電、人員智能定位和自動裝車等技術,實現選煤廠生產過程智能化。通過數據驅動與專家決策實現了分選參數的在線智能給定。通過智能化的升級改造,可以實現億噸級大型選煤廠群精準生產、智能調配,有效降低了作業成本。
  • 作者(Author):張鋒楊凱徐龍
    關鍵詞(KeyWords):制粉系統D-11D磨煤機磨煤機出力計算煤粉細度磨煤機通風量

    摘要:針對某電廠350 MW機組配備D-11D型雙進雙出鋼球磨煤機的制粉系統存在出力不足等問題,本文通過對磨煤機出力的理論計算和制粉系統調整,分析了磨煤機出力不足的原因,提高了制粉系統出力。結果表明:磨煤機出力與通風量正相關,僅調整磨煤機運行方式增加磨煤機通風量并不能真正提高磨煤機的研磨能力。容量風門開度增大,磨煤機通風量增加使得研磨煤量增加的同時,煤粉變粗。如果磨煤機通風量不足,僅增加鋼球裝載量提高研磨能力也不能有效提高磨煤機出力。煤質變化后,為提高磨煤機出力,在增加鋼球裝載量,提高磨煤機研磨能力的同時,還需相應增加磨煤機的通風量,增強攜帶煤粉的能力。磨煤機運行方式未隨煤質變化及時調整以及磨煤機鋼球裝載量不足導致研磨能力下降是造成磨煤機出力不足的主要原因。根據試驗結果通過增加磨煤機鋼球裝載量及磨煤機通風量,保持熱一次風母管風壓7.0 kPa不變,A、B、C三臺磨煤機運行容量風門開度置于75%時,制粉系統總風量達到209 t/h,制粉系統總出力由128 t/h提高至137.89 t/h,帶負荷能力由280 MW提高至320 MW。容量風門開度置于90%時,制粉系統總出力提高至144.84 t/h,帶負荷能力提升至337 MW,制粉系統總出力及帶負荷能力顯著提高。
  • 作者(Author):崔名雙周建明張鑫李婷牛芳
    關鍵詞(KeyWords):燃煤工業鍋爐煙氣脫硫濕法脫硫半干法脫硫經濟性

    摘要:燃煤工業鍋爐含硫煙氣排放是大氣污染的主要來源之一,隨著國家對鍋爐煙氣中不同污染物排放要求日益嚴格,國家實行了煙氣超低排放標準,要求SO2低于35 mg/m3,鍋爐煙氣中SO2控制迫在眉睫。本文分析了目前常用的濕法、半干法脫硫技術的特點,對比了不同濕法脫硫技術的差異性及優缺點,詳細闡述了石灰石-石膏法和NGD脫硫工藝及脫硫機理,并分析對比了2種脫硫技術的可行性及經濟性。目前石灰石-石膏法的脫硫效率在95%,應用最廣泛的是石灰石強制氧化系統,結垢、堵塞、腐蝕、產生廢水是該技術的主要問題。NGD脫硫技術將粉煤灰作為脫硫劑,由于神東地區煤種特殊性,粉煤灰中活性物質含量較多,在有水條件下粉煤灰中Si與Al溶解出來與熟石灰發生水合反應,生成的高水合物質使脫硫效率大幅度提升,脫硫效率在90%~95%,低于石灰石-石膏法。由于NGD脫硫技術的經濟性優于石灰石-石膏法,加之燃煤工業鍋爐不同于電站鍋爐的特點,對于中小型燃煤鍋爐而言,NGD脫硫技術有很好的適應性和發展前景。
  • 作者(Author):張浩強
    關鍵詞(KeyWords):活性焦汞遷移汞含量冷原子吸收法

    摘要:為研究工業活性焦生產過程中汞的遷移情況,使用實驗室設備模擬工業制備活性焦的工藝過程制備活性焦樣品,并以冷原子吸收法為基本原理的測汞儀對制備活性焦的原料煤、炭化樣品和活性焦樣品的汞含量進行測定,計算制備過程中汞的遷移量。結果表明:制備活性焦的原料煤中汞含量為42.4 ng/g,制備過程的中間產物炭化樣品(TH)的汞含量僅為1.0 ng/g,活性焦樣品(HXJ)的汞含量僅為0.8 ng/g。原料煤中汞的賦存形態主要以共價化合物的無機鹽和一些腐植酸中的有機汞存在,這些汞化合物的分解溫度在350 ℃左右,而炭化溫度可達到650 ℃,此時原料煤中大部分汞的化合物都已分解并以零價汞蒸汽的形式逸散到大氣中。炭化過程是活性焦制備過程中汞遷移逸散量最大的階段,原料中97.6%的汞在此階段逸散到空氣中。在工業化制備活性焦過程中,對炭化階段產生的尾氣進行脫汞處理十分必要。
  • 作者(Author):彭皓王寶鳳楊鳳玲曹晏程芳琴
    關鍵詞(KeyWords):煤矸石煤泥重金屬排放特性富氧燃燒

    摘要:煤矸石和煤泥是煤炭分選和開采過程中產生的固體廢棄物,大量煤矸石、煤泥的堆存會產生一系列的環境和生態問題。燃燒發電是煤矸石、煤泥資源化利用的主要途徑之一。煤矸石和煤泥中均含有一定量的重金屬元素,如Hg、As、Pb等。在燃燒過程中這些有害元素的釋放造成嚴重環境危害,因此研究煤矸石及煤泥燃燒過程重金屬的排放特性意義重大。為考察煤矸石及煤泥在富氧氣氛和空氣氣氛下燃燒時重金屬的排放特性,研究了不同溫度下平朔煤矸石和煤泥在O2/CO2氣氛和空氣氣氛下燃燒時,As、Hg、Pb和Se的排放特性。采用Hydra-II測汞儀測量煤矸石、煤泥和灰中的Hg含量,采用ICP-AES測量煤矸石、煤泥和灰中的As、Pb和Se含量。研究結果表明,煤矸石及煤泥燃燒過程中,燃燒溫度在500~1 000 ℃、O2體積分數在20%~40%時,隨著溫度和O2體積分數升高,煤矸石、煤泥的成灰比例降低。此外,煤矸石在O2/CO2氣氛下燃燒時,隨溫度和O2體積分數提高,As、Hg、Pb和Se在燃燒煙氣中的占比升高,燃燒后所得灰占比降低。煤泥在O2/CO2氣氛下燃燒時,隨燃燒溫度的升高,As、Hg、Pb更容易揮發到氣相中;煤泥在空氣氣氛下燃燒時,As、Hg、Pb在煙氣中的占比略高于相同溫度、O2/CO2氣氛下O2體積分數為20%時的比例。
  • 作者(Author):韓應惠小龍劉冬張世鑫黃海鵬徐海濤
    關鍵詞(KeyWords):循環流化床鍋爐燃燒調整含碳量煤粒度布風板灰渣

    摘要:針對國內A電廠410t/h循環流化床(CFB)鍋爐灰渣含碳量偏高、運行穩定性較差等問題,對鍋爐一次風量、返料風量、入爐煤粒度等主要運行參數進行優化調整,探索鍋爐最佳運行參數組合。結果表明:入爐煤粒度偏細,中位徑僅約為1037.97 μm,鍋爐底渣中位徑僅為375.64 μm,表明入爐煤的成灰特性較好;爐膛上部灰濃度差壓值高達約2.5 kPa,表明爐內細顆粒組分偏多,循環灰量受到一次風量的影響波動較大。為保證鍋爐返料的穩定運行,控制穿過布風板的一次風量僅約為102300 m3/h,遠低于設計值183000 m3/h,較同類型機組嚴重偏低。過低的一次流化風量使密相區燃燒缺氧嚴重,是引起灰渣含碳量偏高的主要原因。此外過低的一次風量,致使布風板阻力僅為2.1 kPa。與同類型鍋爐布風板的阻力相比,布風板阻力偏小,造成鍋爐局部流化不良、溫度分布不均勻等。建議合理調節入爐煤粒度,控制其中位徑在2 000~3 000 μm,優化爐內灰濃度分布,提高一次運行風量,可有效提高鍋爐燃燒效率。
  • 作者(Author):黃智郭學茂李軍張縵
    關鍵詞(KeyWords):循環流化床鍋爐翼形墻過熱器/再熱器變形最大膨脹量極熱態啟動

    摘要:翼形墻過熱器/再熱器是循環流化床鍋爐的重要部件之一,位于爐膛上部,通常前墻引入、爐頂穿出,其溫度與水冷壁不同,導致熱態運行的膨脹量不同。翼形墻受熱面進出口與水冷壁連接密封,因此膨脹系統設計具有重要意義,設計不當會導致翼形墻受熱面彎曲變形,影響安全性,膨脹設計中膨脹量的計算是關鍵。筆者建立了循環流化床爐膛中翼形墻受熱面壁溫的計算模型,計算了不同負荷下穩態最高壁溫,發現最高壁溫沒有出現在滿負荷下,而是在60%左右負荷下。但實踐表明,據此設計,仍存在翼形墻受熱面彎曲變形,表明穩態最高壁溫不是翼形墻受熱面壁溫最高工況。 筆者研究了最大膨脹量的發生工況,提出翼形墻過熱器/再熱器的最大膨脹量發生在極熱態啟動過程中,因此建議循環流化床鍋爐翼形墻過熱器/再熱器的膨脹量應按極熱態啟動工況予以計算,建議該工況的計算條件為:壓力為20%額定壓力,溫度為計算壓力下的飽和溫度,蒸汽流量為鍋爐最大連續蒸發量的15%。據此進行膨脹設計的循環流化床鍋爐應用實踐表明,采用極熱態啟動的壁溫計算膨脹量進行膨脹系統的設計,可解決循環流化床鍋爐翼形墻過熱器/再熱器變形問題。
  • 作者(Author):宋玉彩
    關鍵詞(KeyWords):低水分澳煤燃盡特性哈氏可磨指數孔隙率粒徑分布

    摘要:近年來我國燃煤電廠大量進口澳煤,根據煤質特性,澳煤可分為高水分澳煤和低水分澳煤,其中高水分澳煤的煤質指標和燃燒特性與我國神混類煤基本相似,低水分澳煤的煤質指標與我國優混類煤基本相似,但電廠燃用低水分澳煤時存在飛灰含碳量高、鍋爐效率下降等問題。為探求低水分澳煤燃盡特性差的關鍵原因及其判別方法,為低水分澳煤的合理利用或燃煤鍋爐優化調整提供指導依據,選取2個典型的澳煤煤樣和典型的優混煤煤樣,采用煤質指標分析、可磨性分析、熱分析、孔隙率分析和馬爾文粒徑分析等方法,對比研究澳煤與優混煤的煤質指標、燃燒特性、孔隙率和粒徑分布等差異。研究結果表明,澳煤的基本煤質指標與國內同類優混差異不大,但氧含量低,說明澳煤的煤化程度高于優混煤;澳煤可磨性系數隨氧含量的降低而減小,即隨澳煤煤化程度的加深,可磨性變差,因此可通過可磨性系數或氧含量來初步判斷澳煤的燃盡特性。采用熱分析的燃盡指數C700判斷煤的燃盡特性更符合實際應用情況。相同制粉條件下,澳煤的煤粉細度大,粗顆粒煤粉更多,是其難燃盡的根本原因。
  • 作者(Author):郝劍裴建軍由長福
    關鍵詞(KeyWords):劣質煤種旋流對沖燃燒鍋爐高溫腐蝕積灰數值模擬

    摘要:旋流對沖燃燒鍋爐在燃用劣質煤種時,由于劣質煤著火困難,會造成主燃區溫度較低,引起爐內燃燒不穩定,并且水冷壁經常發生高溫腐蝕和結渣,上部對流受熱面超溫,飛灰含碳量也增加,鍋爐熱效率明顯降低,是目前電站鍋爐運行面臨的一大難題。針對某1000 MW旋流對沖燃燒鍋爐,采用CFD方法研究了鍋爐燃用劣質煤種時爐內燃燒組織的分布特性,并將結果與設計煤種進行了對比分析。結果表明:與設計煤種相比,劣質煤灰分高,熱值低,原燃燒器的分級配風方式不利于劣質煤粉及時著火,燃點推遲,爐膛水平截面溫度分布不均勻,四周水冷壁中心附近出現高溫區和高濃度CO,爐膛中心高溫區減小,火焰中心上移,因此對流受熱面附近出現高溫區域,這些會導致水冷壁高溫腐蝕,對流受熱面超溫問題發生,同時出口煙溫也會增加,即鍋爐效率降低。另外,由于分級燃燒組織的不合理,爐膛出口NOx生成量也明顯增加。在實際運行中,可以采用混煤摻燒的方式,改善劣質煤種的燃燒特性,從而提高鍋爐燃燒穩定性;其次,可以對原旋流燃燒器進行改造優化,如適當減小一次風速,或者在水冷壁中心增設墻式風,保證劣質煤粉有足夠的時間預熱并能夠及時與二次風混合,穩定著火,提高鍋爐燃用劣質煤種的能力。
  • 作者(Author):李影平辛勝偉王鳳君
    關鍵詞(KeyWords):超超臨界循環流化床鍋爐NOx超低排放

    摘要:循環流化床發電技術具有良好的爐內脫硫抑氮等優勢,得到了廣泛推廣。隨著環保形勢的日趨嚴峻,CFB鍋爐僅依靠爐內低氮燃燒無法滿足NOx超低排放要求,因此必須深入研究CFB鍋爐爐內低氮燃燒理論,并在660 MW高效超超臨界CFB鍋爐實現突破。本文基于流態重構節能型CFB鍋爐的設計理念,通過試驗和數值模擬研究了爐內NOx生成還原機理與爐內實現NOx全部脫除的技術方案。結果表明,影響660 MW超臨界CFB鍋爐NOx排放的因素包括:燃用煤質、燃燒溫度及均勻性、過量空氣系數(運行氧含量)、分級燃燒等。660 MW超超臨界CFB鍋爐采用單爐膛、單布風板、M型布置、4個旋風分離器、4個外置式換熱器的爐型結構,鍋爐熱一次風從水冷風室后側6點給入,保證了鍋爐一次風靜壓分布均勻,進而保證了物料流化均勻性;采用“前墻給煤、后墻給煤泥”的給煤方式,前墻布置12個落煤口,后墻布置8支煤泥槍,同時后墻布置8點排渣,保證給煤均勻性;采用4旋風分離器布置結構保證了物料均勻性,不同旋風分離器之間流率偏差的最大值為7.9%;采用4個外置式換熱器均勻布置保證床溫的均勻性。同時爐內溫度場及過量空氣系數對NOx排放起關鍵作用,鍋爐設計床溫確定為860 ℃,既保證了鍋爐效率,又減少了NOx排放,同時保證低負荷工況下滿足選擇性非催化還原(SNCR)脫硝系統反應溫度窗口;鍋爐過量空氣系數選取1.15,進一步增強了還原性氛圍。分級燃燒時一、二次風比例為4∶6,并適當調整鍋爐二次風口位置及傾角,形成較大的還原性氛圍。通過上述措施可實現爐內高效抑氮,最終使鍋爐NOx原始排放濃度低于50mg/m3,爐外選取以尿素為還原劑的SNCR技術為輔助脫硝手段,在低投資、低成本、全負荷條件下實現最終煙氣中NOx超低排放。
  • 作者(Author):羅偉
    關鍵詞(KeyWords):逆向射流環形流場結構穩燃數值模擬

    摘要:逆向射流是火焰穩定的重要技術手段,為探究環形逆向射流結構對煤粉逆噴式旋流燃燒器穩燃特性的影響,構建了不同尺寸圓形與環形射流管的逆向射流模型,以Fluent軟件為計算平臺,采用“可實現”的k-ε模型對流場結構進行模擬研究。通過計算不同流速比下各射流管的無量綱貫入深度變化,發現環形射流的貫入深度大于圓形射流,且隨內徑的增大而增大,其射流在環境流中的滲透能力增強,這有利于增加煤粉的逆向傳播距離,增加停留時間,提高燃燒穩定性。與圓形射流不同,環形射流的貫入深度與流速比并不是單調的線性關系,在流速比7.5~12.5存在一個平緩的過渡段,表明在一定區間內,流速比的減少不會引起貫入深度的明顯減小,對現有燃燒器的設計具有指導意義。通過計算不同流速比下各射流管的最大零流速半寬,發現環形射流在逆流中的最大零流速半寬大于圓形射流,并隨射流管內徑增大而增大,表明環形逆向射流在徑向的擴展寬度更大,卷吸能力更強。環形逆向射流的最大零流速半寬隨流速比呈線性增大,斜率隨內徑增大而增加,高流速比的環形逆向射流徑向擴展能力強于低流速比的環形逆向射流。根據計算結果繪制分界流線,發現在較低速度比時,射流的分界流線與圓形射流相似;在較高速度比時,雖然射流的軸線速度在滯點減少為零,但軸線附近的一定區域,流體依然向下游傳播滲透,經過一段距離后速度才降至零并轉向,分界流線也變得不規則。環境逆流在軸向上對環形射流有一定程度的壓縮和阻礙作用,使得射流在徑向的擴展寬度增大,增強了射流的卷吸能力,有助于促進燃燒器內煤粉與助燃風的混合。通過研究不同射流管逆向射流軸線上軸向流速的沿程變化,發現環形射流軸線上的流速衰減較圓形射流更為平緩,表明其與環境流的摻混不如圓形射流強烈。隨著內徑不斷減小,環形射流軸向速度峰值增大且位置提前,衰減速度增強,逐漸接近圓形射流中軸線上的衰減情況。
  • 作者(Author):陳濤于潔趙鵬孫路石
    關鍵詞(KeyWords):四角切圓鍋爐低氮燃燒水平濃淡燃燒器SOFA熱態試驗

    摘要:為達到嚴格的超低排放標準,目前國內絕大部分電站鍋爐均實施了NOx排放控制技術改造。針對一臺燃用煙煤的420 t/h四角切圓煤粉鍋爐,將原雙通道燃燒器改造為水平濃淡燃燒器并加裝3層燃盡風(SOFA),從而達到低氮燃燒的效果。應用數值模擬方法進行方案論證,研究了一次風濃淡比、SOFA風率和SOFA風射流角度等參數對鍋爐燃燒狀況及NOx排放規律的影響,并提出最佳改造方案。隨著濃淡比的增加,爐膛出口溫度逐漸增加,而NOx含量逐漸降低。濃淡比為4∶1時,飛灰含碳量最低。隨著濃淡比增大,CO濃度升高,增強了主燃區域的還原性,抑制揮發分含氮中間產物氧化成NO;另一方面,濃淡比增大使濃煤粉氣流揮發分析出速率加快,強化揮發分含氮中間產物HCN和NH3將已生成的NO還原為N2;同時,淡側氣流煤粉濃度低,含氮基團析出量變小,與氧反應生成NO的量減少。隨著SOFA風率的增加,爐膛出口煙溫、飛灰含碳量增加,20% SOFA風率時,NOx濃度較高,SOFA風率由30%增加到40%時,NOx濃度基本保持不變。隨著SOFA風率的增加,主燃區形成的低O2高CO濃度的強還原性氣氛抑制了HCN及NH3被氧化成NO,反而促進了其與已生成的NO發生反應生成N2。此外,高SOFA風風率下,主燃區高溫區縮小,生成的熱力型NOx也相應減少。隨著SOFA風射流角度上揚,還原區加長,有利于降低NOx濃度,但燃盡區的火焰中心會上升,煤粉燃盡時間變短,爐膛出口溫度和飛灰含碳量上升。隨射流角度增加,O2濃度降低而CO濃度升高,這是由于射流角度增大延遲了煤粉燃盡過程,增加了化學不完全燃燒損失;這種低氧高CO的強還原性氣氛大大抑制了NOx生成。根據數值模擬結果,確定試驗鍋爐的低氮燃燒改造方案為:選擇濃淡比為4∶1的水平濃淡燃燒器作為改造燃燒器,SOFA風率定為30%,SOFA射流角度上揚15°。改造后鍋爐燃燒穩定,NOx排放顯著降低,為220mg/Nm3左右(降幅達65%~70%),而飛灰含碳量保持在3%~4%,表明改造方案可達到良好的低氮燃燒效果。
  • 作者(Author):趙淵王光耀
    關鍵詞(KeyWords):煤焦油重質芳烴復合溶劑多級萃取

    摘要:為研究煤焦油中重質芳烴的溶劑萃取規律,以煤焦油加氫產品中220~270 ℃餾分為原料,分別進行單一溶劑、復合溶劑、單級萃取以及多級萃取試驗。結果表明,6種單一萃取劑中,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)對芳烴的溶解性最佳,重質芳烴分配系數高達0.28,萃余相中的芳烴含量從原料的40.00%降至10.65%。二甲亞砜(DMSO)萃取重質芳烴的分配系數雖然與環丁砜(SULF)相當,但其分離因數高達75.00%,對重質芳烴具有較好的選擇性。DMSO、DMF均屬于非質子型極性溶劑,其介電常數和偶極矩均較大,因此極性較強,對于芳烴的溶解性及選擇性均優于TRIG。其中,DMF含有N—C及C=O基團,溶解能力較強,但通常含—S—基團的溶劑有較好的選擇性,因此DMS選擇性優于DMF,但同時由于DMSO中含有S=O共軛雙鍵基團,因此DMSO對芳烴的溶解性僅次于DMF。以DMSO為主萃取劑,添加20% DMF助劑進行復合溶劑萃取試驗時,重質芳烴的分配系數從單萃取劑的0.09升至0.15,分離因數從單萃取劑的74.49%降至53.45%,重芳烴的萃取效率有所增加,但也增加了部分環烷烴的損失。經復合溶劑三級萃取最終可將總重質芳烴含量降至8.7%,其中二環芳烴與三環芳烴較易脫除,而單環芳烴含量仍高達8.20%。一環芳烴中茚滿類、四氫萘類含量從原料的18.20%降至2.80%,總萃取率為84.60%;茚類的含量從原料的14.90%降至1.30%,總萃取率為91.30%,而烷基苯原料中含量為6.70%,經過三級萃取后,降至4.10%,總萃取率僅為38.80%。影響萃取效果的主要原因是單環芳烴中烷基苯類化合物較難被常規極性溶劑萃取。C9以上一環芳烴中的烷基苯主要結構特點是苯環側鏈上帶有較長的鏈烷基或環烷基,如苯基環己烷、甲基苯基環己烷等,一方面其分子結構中苯環上的非芳烴側鏈較長或結構較復雜,與主萃取劑DMSO的結構差異較大,另一方面烷基苯的極性與四氫萘、茚類等其他一環芳烴化合物的極性相比,其與DMSO極性的差距更大,因此無論從結構還是極性來說,烷基苯在DMSO中的溶解性均弱于四氫萘類以及茚類。
  • 作者(Author):方薪暉安海泉劉臻馮子洋彭寶仔王永剛
    關鍵詞(KeyWords):煤粉密相輸送臨界氣速相圖氣化

    摘要:煤粉加壓密相輸送系統作為粉煤氣化工藝的上游系統,直接影響氣化爐的穩定、可靠及安全運行。當氣化原料煤種發生改變或進行摻混配煤,其煤粉輸送特性可能隨之改變,對煤粉輸送過程的平穩運行有一定影響。為研究干煤粉氣化爐供煤系統的工作特性,針對某氣化裝置混配后的原料煤粉,利用HR指數和FF函數對粉體流動性進行分級表征,然后在內徑25和15 mm管徑下進行背壓2、4和5 MPa的加壓密相輸送試驗,考察了表觀氣速、輸送壓力對煤粉流量的影響規律,最后采用煤粉流量的平均波動幅度和最大波動幅度作為煤粉輸送過程穩定性的評價指標,對各工藝參數間的波動相關性進行比較分析。結果表明:該原料煤粉的HR指數為1.42,FF函數為2~4。結合流動性分級表,該原料煤粉的流動性位于黏結區,但靠近易流動區;隨著表觀氣速的增大,煤粉流量先增大后減小,在臨界氣速處煤粉流量最大。當表觀氣速超過臨界氣速后,由于氣相壓降占主體,顆粒相壓降減小導致煤粉流量開始降低;輸送壓力對煤粉流量和流態轉換有一定影響。在相同表觀氣速下,輸送壓力提高,煤粉流量有下降趨勢,在小管徑15 mm管道中該規律更為明顯。輸送壓力越高,密相到稀相的流態轉換越急劇,根據背壓2和4 MPa的輸送相圖,在臨界氣速處,25 mm管徑下相圖曲線的曲率約為15 mm管徑下的2倍;煤粉流量的平均波動和最大波動幅度可作為輸送穩定性的評價標準。試驗范圍內,煤粉流量的平均波動幅度小于3%,最大波動幅度小于10%,煤粉流量最大波動幅度約為平均波動幅度的3.4倍,兩者間的相關系數為0.948。
  • 作者(Author):柳金秋呂向陽張勝局張孝雨
    關鍵詞(KeyWords):褐煤成漿性表面改性含氧官能團

    摘要:針對蒙東勝利褐煤孔隙率高、表面含氧官能團豐富、儲運困難、成漿性差等問題,以陰離子石蠟乳液對褐煤表面進行改性,對褐煤改性前后表面性質的變化和成漿性進行研究。采用熱重分析儀(TG)研究了空干基褐煤(ADL)和改性空干基褐煤(BADL)的熱失重規律;采用X射線光電子能譜(XPS)、氮氣吸附比表面積測試法(BET)對熱風干燥后的褐煤(DL)和改性后的干燥基褐煤(BDL)表面官能團、比表面積和孔結構進行研究;通過成漿性試驗研究改性前后褐煤成漿性的變化。結果表明,ADL通過陰離子石蠟包覆改性后,50~150℃時, BADL質量變化速率絕對值小于ADL,117.82 ℃時,絕對值相差最大,為0.34%/min;DL通過陰離子石蠟包覆改性后,表面無機氧含量從0.64%降低至0.20%,C=O和COO—含量分別從13.93%和12.22%降至13.11%和12.03%;比表面積從8.790 m2/g變為14.995 m2/g;孔體積從0.041 cm3/g降低至0.032 cm3/g,平均孔徑從32.697 nm降低至17.054 nm;以水煤漿表觀黏度小于1 300 mPa·s、流動性好于B-(12 cm)為評價標準,褐煤改性后結合使用分形級配制漿工藝,最高成漿濃度可達60.59%,與未改性前相比,最高成漿濃度提升了10個百分點,表觀黏度從1059 mPa·s降至682 mPa·s,提高了水煤漿的穩定性。
  • 作者(Author):王自祥付亮亮宋瑞領龐明瑾許文波王超藍天
    關鍵詞(KeyWords):棒狀型煤抗碎強度成型技術提質

    摘要:民用散煤利用效率低,燃燒過程產生大量污染物,也是產生霧霾的重要原因之一,推廣潔凈型煤是治理散煤的有效途徑。為了研究棒狀型煤的最優制備條件,以兗礦集團南屯動力煤為原料,經錘破制粉系統制得0~5 mm原料煤粉,利用ZLSP200A型平模顆粒機制備棒狀型煤,研究了原料水分、粒度、模具錐角和黏結劑等因素對棒狀型煤抗碎強度的影響。結果表明:原料煤中水分可潤濕煤粉顆粒表面,擠壓成型過程中,在煤粉顆粒之間形成穩定的橋接力,同時起到潤滑作用。原料煤水分為15%時,成型過程順暢且棒狀型煤初始強度最高,水分過低不能成型或堵塞模孔,水分過高棒狀型煤初始強度不足,發生變形、黏連,不能滿足儲運要求;原料煤粉粒度分布模數m<0.3時,利用電鏡觀察發現細粒級煤粉密實填充于粗粒級煤粉之間,煤粉顆粒之間接觸緊密,顆粒間的橋接力和嚙合力強,棒狀型煤抗碎強度達90%以上;棒狀型煤抗碎強度隨模具錐角的增大略微提高,但錐角變大會導致成型過程壓輥壓力在垂直于錐面方向的分力變大,平行于錐面方向的分力變小,成型過程需要克服的摩擦力增大,能耗及模具磨損增加,在生產中要兼顧型煤抗碎強度與生產平順性,錐角以16°為宜;黏結劑對棒狀型煤抗碎強度有明顯的提升作用,添加量在2%~3%時性價比最高。通過不同黏結劑棒狀型煤的TG曲線可以看出,有機黏結劑可降低棒狀型煤燃點,促進燃燒過程;無機黏結劑使型煤燃點提高,燃燒速率降低,燃盡溫度提高,灰分增加,灰熔融溫度降低,抑制燃燒過程,生產中可根據用戶對型煤抗碎強度、熱值、熱穩定性的要求及黏結劑價格綜合考量選擇。
  • 作者(Author):劉漢斌馬志斌郭彥霞程芳琴
    關鍵詞(KeyWords):山西煤共伴生開發利用

    摘要:煤中共伴生金屬礦產是指在煤系地層中,與煤共生或伴生在一起,在煤炭開采時共同產出的具有工業價值或工業利用前景的金屬礦產。山西煤炭資源豐富,儲量巨大,年煤炭產量常年占全國年煤炭產量的25%左右,火電發電量常年占全省總發電量90%以上。山西煤與煤基固廢中蘊藏著大量可供工業開發和利用的金屬礦產,如煤中鋰、鎵、鋁等。但目前尚無從全省的角度對山西煤中共伴生金屬礦產的分布進行研究,極大地限制了從宏觀政策層面對煤中共伴生礦產的戰略開發。筆者根據山西煤系地層中鋰鎵鋁的研究數據,分析了目前山西煤系共伴生鋰、鎵、鋁的分布特征和成礦前景。認為,山西煤中太原組煤中鋰含量顯著大于山西組,而鋁鎵小于山西組;煤層夾矸中鋰鎵含量顯著大于煤層中。山西寧武煤田平朔礦區,沁水煤田晉城礦區、霍西煤田霍州礦區、西山煤田古交礦區太原組主采煤層以及西山煤田夾矸中的鋰具有良好的煤系伴生鋰礦成礦潛力;山西煤中鎵和鋁異常高值較普遍,廣泛分布于山西山西省中北部地區,且整體上從北向南依次遞減。山西煤系鋰鎵鋁資源在山西電廠粉煤灰和高鋁煤矸石儲量巨大,具有良好的工業開發前景,亟需對山西粉煤灰中鋰和煤層夾矸中鋰鎵的邊界品位和最低工業品位進行劃定,以實現資源的循環和高值化利用。作為2種特殊的礦產資源,粉煤灰和煤矸石的綜合利用應從源頭開始做頂層設計,因地制宜、分類分級梯級利用。
  • 作者(Author):臧雪晶陳亞飛董衛果讀剛郭良元
    關鍵詞(KeyWords):低焦油固定床氣化煤焦油產率影響因素

    摘要:隨著環保要求日趨嚴格,固定床氣化焦油引起的環境問題成為制約固定床氣化技術發展的瓶頸,低焦油氣化應得到重視。本文介紹了固定床氣化中實現低焦油氣化的途徑及影響因素,分析了各工藝條件對焦油產量的影響,闡述了兩段爐、下吸式爐型以及兩段供風式氣化爐降低焦油的原理。較為普遍的是將下吸式與兩段式氣化爐相結合,生成的焦油含量低,燃氣熱量高,爐內熱量損失率低,多用于生物質氣化技術開發。喉口結構既能增加氣速,又能提高爐內溫度,促進爐內焦油裂解。氣化原料、粒徑、氣化工藝(氣化終溫、壓力、氣化劑、催化劑等)是影響焦油產率的重要因素。高揮發分的氣化原料(低階煤、生物質等)生成的焦油較多,揮發分較低的高階煤焦油含量很少。粒徑影響揮發分析出與傳熱,從而影響焦油產率。溫度的影響主要在于焦油裂解,焦油裂解占裂解反應的主反應時,隨溫度上升,焦油產率逐漸降低,因此,部分催化劑與后續脫焦油技術需根據溫度對焦油的熱裂解作用來降低焦油含量。增大壓力會抑制揮發分析出,有利于減少焦油。通入適量水蒸氣能降低焦油含量,增加氫氣含量,但會降低氣化溫度,需進行定量參數調節。各種催化劑能有效降低焦油含量且改變煤氣熱值,但催化劑反應條件嚴格,會增加氣化成本。低焦油氣化能產生清潔的新能源,是固定床氣化技術的重要突破,既能提高低階煤利用率,又能解決高揮發分的生物質、城市垃圾氣化問題。煤氣中焦油含量減少,有效氣體成分提高,有效緩解低熱值氣化原料產氣熱值過低的問題。
  • 作者(Author):王庭葦鄭正旗賀行洋劉永明
    關鍵詞(KeyWords):粉煤灰橡膠改性工藝填充補強劑工業化

    摘要:粉煤灰是一種火力發電廠的廢棄粉體材料,炭黑是橡膠產品中所用的主要補強填料,一般來源于石油和煤炭相關產業,但從節約能源和保護環境的角度出發,必須要降低炭黑的生產量。由于粉煤灰和炭黑的性質相近,因而可采用粉煤灰替代部分炭黑用于橡膠補強材料中。筆者論述了粉煤灰填充橡膠補強材料的工藝研究進展,主要包括直接填充、物理分離、化學提取及表面活性劑改性等4個方式,同時指出了粉煤灰在橡膠填充材料中工業化應用現狀,并對粉煤灰提取橡膠用補強材料的方法,用于填充橡膠的處理方法,以及實現工業化的研究方向進行了展望。結果表明,粉煤灰直接填充,分散效果差,摻量較少;化學提純雖能提升產品質量,但提純工藝復雜;物理改性方式獲得的超細顆粒存在分散性難題;機械化學改性方式采用濕法改性方法效果較明顯,但生產效率低,需干燥后使用,難以實現工業化。目前,粉煤灰填充在橡膠材料中的工業化應用主要有耐壓橡膠管、阻燃橡膠、氯化聚乙烯膠管等方面,應用范圍存在一定的局限性。為實現粉煤灰在橡膠制品中的大規模應用,還需針對上述應用難題,結合多種改性方法,提升改性效果和效率,如結合物理改性法時應減少球磨、超聲時間,降低能耗;結合化學改性法時,可引入低成本偶聯劑提升改性效果和效率,以尋找一種低成本、高附加值的改性粉煤灰方法。
  • 作者(Author):劉家利王志超鄧鳳嬌屠競毅方順利
    關鍵詞(KeyWords):煤粉電站鍋爐生物質摻燒摻燒比例適應性

    摘要:為提高生物質在大型煤粉電站鍋爐直接摻燒的安全性和經濟性,分析了多種典型生物質與典型煤種的煤質及燃燒性能差異,論述了摻燒生物質后對鍋爐主機及輔機的設備適應性及運行的影響,同時分析了國內外煤粉鍋爐直接摻燒生物質的典型摻燒方式及特點。結果表明,生物質具有水分高、密度低、揮發分和氧含量高、硫含量低、環保性能好等優勢。大型煤粉電站鍋爐摻燒生物質時,需充分考慮摻燒生物質對機組設備的適應性及運行參數的影響,重點考慮生物質的全水分、發熱量、灰熔融溫度和灰成分中Fe2O3、CaO、MgO和K2O等堿性氧化物對燃料制備、儲存和輸送,鍋爐效率,制粉系統出力,帶負荷能力及鍋爐的結渣、沾污和腐蝕等影響。通過優選生物質種類,摻燒5%~10%的成型生物質對大型煤粉電站鍋爐主機、燃燒系統、制粉系統及其他輔機系統運行無明顯影響。綜合考慮技術可行性、經濟性及運行安全性,采用獨立噴燃工藝2即利用鍋爐備用制粉系統實現生物質獨立摻燒的經濟性更高。為防止生物質燃燒器的燒損,要求磨制生物質燃料的磨煤機進口風溫在100 ℃以內,以保證磨出口一次風溫不超過50 ℃,以40~45 ℃為宜。當生物質比例低或摻燒時間短時,可考慮共磨摻燒方案,但需嚴重控制生物質自燃,確保生物質摻燒的安全性。因此通過優選生物質種類和摻燒方式、控制摻燒比例、優化運行參數等可保證大型煤粉電站鍋爐直接摻燒生物質的安全運行。在大容量高參數的煤粉鍋爐上直接摻燒生物質具有投資和占地面積少、無或少量設備改造、熱效率高、摻燒不受季節影響等優勢,目前制約其大規模推廣應用的主要原因是生物質不受人工干預的準確計量。
  • 作者(Author):李文華尹順利金震楠薛東武周文趙會民
    關鍵詞(KeyWords):脫硝SCR催化劑SO2氧化率

    摘要:SO3是燃煤機組煙氣關鍵污染物之一,影響機組穩定運行、大氣環境質量和人類健康。筆者總結了控制商用SCR脫硝催化劑SO2氧化率的研究進展,包括孔結構調整、隔離層、降低壁厚、形態調整等物理方案,以及載體、助劑、活性組分及表面酸性優化等化學方案。由于受動力學因素影響(擴散控制),脫硝反應僅發生在催化劑表面75~100 μm厚度以內(脫硝區域),而SO2氧化反應可在整個壁厚內發生(區域),因此減少參與SO2氧化反應的活性組分數量是物理方案的主要內容。在釩基脫硝催化劑中,活性組分V2O5既可以選擇性催化還原NOx,也可將SO2催化氧化為SO3,調控活性組分與載體的相互作用,使NH3、SO2在催化劑表面形成競爭吸附,抑制催化劑對SO2的吸附,降低活性物種氧化還原能力,是化學方案的有效方法。物理方案較適用于板式脫硝催化劑,而化學方案對于催化劑結構無特殊要求,且化學方案較物理方案具有更好的效果。各技術方案主要基于脫硝反應屬于氣固非均相催化反應體系特點,從氨氣、SO2等反應物擴散、吸附、氧化還原反應等多種角度出發對催化劑配方、物理結構進行優化調整,從而實現脫硝主反應活性K(NOx)與SO2氧化副反應活性K(SOx)的平衡。在商用低SO2氧化率脫硝催化劑開發中,可綜合考慮擴散、吸附、氧化還原能力等多種因素對催化劑性能的影響,同時采取多種方案對催化劑進行改性,在保證催化劑脫硝性能的前提下,顯著降低催化劑的SO2氧化率。在燃煤機組超低排放要求下,脫硝催化劑使用量或催化劑中活性組分含量明顯增加,脫硝系統對SO2氧化率由1%升高到1.5%左右。同時考慮到超低排放要求下后端處理設備對SO3脫除的壓力,新型脫硝催化劑SO2氧化率至少應降低1/3以上。
  • 作者(Author):丁肖肖李洪娟王亞濤
    關鍵詞(KeyWords):褐煤低溫熱解分級利用提質

    摘要:我國“富煤,貧油,少氣”的能源現狀,決定了很長時間我國仍將以煤炭為主。其中中低階煤占目前煤炭總探明儲量的50%以上,為高效利用褐煤等中低階煤炭資源,筆者對我國褐煤資源的分布特點、物理特性及其干燥脫水、壓縮成型和低溫熱解加工利用現狀進行了分析,重點綜述了褐煤低溫熱解技術研究現狀,對目前廣泛應用的固體熱載體熱解技術、氣體熱載體和氣-固熱載體進行了總結,并從反應器類型、熱載體類型、適用范圍、進料粒度、目標產品、工業化程度等方面對熱解工藝進行了對比,指出了現階段褐煤分級利用過程中存在的產品附加值不高、焦油收率低、余熱回收和粉塵處理等關鍵技術問題,并對未來褐煤熱解分級煉制工藝進行了展望,提出了通過提高焦油等熱解產物的附加值來延伸產品鏈、開發與其他物質的共熱解工藝、完善現有反應器并開發新的熱解反應器、通過工藝調整提高褐煤中氧等元素利用率及大型化發展的必要性。指出未來褐煤等中低階煤綜合利用的建議,將褐煤熱解提質技術與現有的煤氣化、液化、MTO、MTP等煤化工技術集成,并通過設置適宜的產品目標和設計合理的工藝路線,得到多種高附加值清潔燃料、化工原料以及熱能、電力等產品,有效延長褐煤產業鏈,實現低階煤分級分質利用,促進我國煤炭轉化產業結構調整和優化升級。
  • 作者(Author):朱子祺呂一波
    關鍵詞(KeyWords):煤泥水沉積界面超聲波沉降

    摘要:濃縮機中煤泥水沉積界面是描述濃縮機工作狀態重要技術參數,對指導煤泥水絮凝劑加藥量等參數控制具有重要意義。筆者利用翻轉式人工采樣器對神東洗選中心煤制油選煤廠濃縮機中煤泥的濃度分布和粒度分布規律進行研究,沿著徑向等距選取100~13 100 mm范圍內的14個點、深度100~4 900 mm范圍內的16個位置,共設置195個采樣點。研究結果表明,濃縮機中從表層往下的煤泥水濃度逐漸升高,3 600 mm以下的煤泥濃度急劇升高且出現波動,煤泥水沿濃縮機徑向水平分布的濃度變化與采樣半徑無關。利用超聲探測原理設計制造了超聲波測試平臺,設定超聲工作頻率為66 MHz,由于超聲波在煤泥水中傳播時受煤泥水中煤泥的影響而出現衰減現象,以此來檢測濃縮機中不同深度的煤泥水濃度,從而計算濃縮機中煤泥水沉積界面深度。試驗結果表明,煤泥水濃度與超聲波發射接收頻率差具有良好的線性關系。對濃縮機生產狀態和停產狀態時的清水層高度進行測試,并與人工檢測的清水層高度結果進行對比,結果表明,超聲波測試平臺檢測指標與人工測試指標差在46~57 mm,可取代人工測試,實現了濃縮機沉積界面參數的自動化檢測,為后續煤泥水絮凝沉降過程的自動化控制提供重要依據。

主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團 中國煤炭學會學術期刊工作委員會

©版權所有2015 煤炭科學研究總院出版傳媒集團 地址:北京市朝陽區和平里青年溝東路煤炭大廈 郵編:100013
京ICP備05086979號-16  技術支持:云智互聯
147期红心水论坛