煤矸石與煤層氣在循環(huán)流化床中混燒試驗研究.pdf

1、煤矸石是在煤炭開采過程中產生的廢棄物，侵占了大量土地資源，已經成為我國排放量最大的固體廢棄物之一；因此，合理處理煤矸石，變廢為寶則成為節(jié)能減排的一項迫切任務。但是，煤矸石具有高灰分、低揮發(fā)分和難著火等特點，采用常規(guī)處理方式達不到預期效果。循環(huán)流化床在處理劣質燃料方面具有燃燒效率高、污染控制好、負荷調節(jié)范圍大等優(yōu)點；當燃料熱值和特性變化較大時，其燃燒穩(wěn)定性仍會受到影響。為克服循環(huán)流化床在處理煤矸石時存在的問題，可通過向爐內引入一股氣體燃料

2、，達到加強爐內氣固混合，改善流場和穩(wěn)定燃燒的目的。然而，目前對流化床內氣固混合燃燒特性的研究不夠深入，嚴重地阻礙了循環(huán)流化床復合燃燒技術的發(fā)展。
　　 本文首先進行了冷態(tài)射流特性試驗，分析了射流量和射流高度位置對爐內氣流速度和截面平均固體顆粒濃度的影響；并在冷態(tài)試驗的基礎上，進行了煤矸石/煤層氣循環(huán)流化床爐內混合燃燒試驗，通過調整混燒比（R）、過剩空氣系數和二次風率等燃燒參數，測定了爐內溫度場、燃燒效率和氮氧化物NOX 排放的變

3、化。
　　 試驗結果表明：隨射流比例的增大，密相區(qū)氣流速度而降低，但氣流整體速度得到提升；由于射流會在噴口附近形成動力阻塞區(qū)域，因此射流對CFB 內氣流速度分布和固體顆粒濃度的影響主要作用在射流噴口以下區(qū)域；濃相區(qū)固體顆粒濃度隨著射流量的增加而提高，射流噴射高度的增加則會提升濃相區(qū)的高度。
　　 密相區(qū)溫度隨R的增加而下降，稀相區(qū)溫度則有所提升，爐內溫差減小，溫度分布更加均勻；燃燒效率則隨R 增大而增大，但其增大趨勢會隨

4、R的增大而逐漸平緩。隨著過?？諝庀禂礱的增加，密、稀相區(qū)整體溫度水平下降，燃燒效率增大；但當a 達到約1.35～1.40 之間時，燃燒效率增加梯度趨于0，此時對應的燃燒效率最高。隨二次風率r 增大，密相區(qū)溫度增大，燃燒效率先增大后減小。由于煤層氣對NOX的還原作用，NO的排放濃度隨混燒比R的增加而減小。NO的排放濃度隨著過?？諝庀禂档脑黾佣龃?，隨著二次風率的增加而減少。在試驗范圍內，NO排放變化幅度不大，以每一工況最小值為基準，約在2