水冷壁气流床气化炉灰渣结构分析

在管式电炉还原性气氛下,对煤灰进行1 300℃和1 400℃的高温热处理。同时,在小型膜式水冷壁气流床气化炉热模装置中进行煤气化实验。利用XRD、SEM和EDS等方法,考察了热处理后灰渣与煤气化所得炉渣的表面形态、内部微观结构、矿物组成等结构特性,并对管式电炉内进行灰渣热处理实验的可行性进行评估。结果表明,热处理温度和灰渣流动温度对灰渣的结构具有重大影响,热处理温度高于灰渣流动温度约10℃时,灰渣中含有大量矿物晶体且表面形态粗糙,内部微观结构凹凸不平,灰渣难于流动;热处理温度高于灰渣流动温度约100℃时,渣中大部分矿物晶体已变成无定形的玻璃体物质,灰渣表面及内部微观结构变得光滑均匀。采用管式电炉模拟气化炉内灰渣氛围,研究气化炉操作温度对灰渣结构的影响,具有一定的可行性。     

煤的模型化合物混合燃料气流床气化中N的迁移研究

将吡啶配入柴油中模拟煤中氮的存在形式,考察了混合燃料在四喷嘴对置式气化炉中,轴径向位置HCN、NH3、NO和N2的浓度分布。结果表明：氮污染物(HCN、NH3、NO)在喷嘴平面处即产生且浓度最高,远离喷嘴平面时其浓度大幅降低,N2也裂解参与了气化反应,且出口浓度N2>HCN>NH3>NO;氧燃料比增高,NO、N2增加;氧燃料比1.3时HCN、NH3浓度最高,0.9和1.7时浓度较低;流场的分布使靠近出口处径向浓度基本一致,而上部各平面位置浓度靠近炉壁处最低;水汽的加入使HCN、NH3浓度增高而NO浓度降低。     

添加助熔剂后朱集西煤灰熔融特性规律研究

以高灰熔点朱集西洗煤为对象,研究了助熔剂CaCO₃、Fe₂O₃、CaCO₃/Fe₂O₃复合助熔剂以及CaMg(CO₃)₂对其煤灰熔融特性的影响。结果表明,各助熔剂均可降低煤灰熔融温度,但助熔效果与助熔剂种类和添加量有关,采用CaCO₃/Fe₂O₃复合助熔剂以及CaMg(CO₃)₂在添加量较小时,助熔效果明显;利用FactSage热力学软件,分析了添加助熔剂对煤灰中矿物高温熔融行为的影响,为进一步掌握助熔剂的助熔机理提供理论帮助。     

四喷嘴对置式气化炉停留时间分布的随机模型

运用连续时间马尔可夫链及矩阵相关理论，建立了停留时间分布随机模型。根据对四喷嘴对置式气化炉流场的测试，将气化炉划分为若干区域，并且对各个区域体积进行了估算，组成马尔可夫链状态转移图。模拟计算表明，当射流回流区和撞击流回流区回流比为1，管流区为平推流模式,其他区域按全混流模式处理时，模拟值与实验值较接近。用优化的模型计算了不同条件的冷模气化炉的停留时间分布，结果表明，随着气体流量的增大，平均停留时间减小，无因次方差增大；随着炉体高度的增加，平均停留时间增大，无因次方差减小。对工业气化炉停留时间分布进行了预测，炉内流型总体上趋近于全混流，有利于炉内的气化反应。