水炭浆的燃烧性能分析

作者：苏婷; 孟宇; 高雯雯; 宋永辉^*; 兰新哲; 时明亮

来源：煤炭转化, 2020, 43(05): 38-45.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202005005

• 水炭浆
• 燃烧特性
• 动力学分析
• Aspen模拟
• 烟气粉尘

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H2O+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。

• 单位
  西安建筑科技大学; 榆林学院