风化煤流化床燃烧灰渣形成特性实验研究

作者：王波; 王勤辉; 卢鑫耀; 程乐鸣; 吴迎春

来源：洁净煤技术, 2023, 1-9.

• 风化煤
• 煤颗粒粒径
• 氧气浓度
• 灰渣形成特性
• 矿物特性

山西风化煤灰分高、热值低，导致其燃烧发电利用受到限制。前人大量研究了从风化煤中提取腐植酸及其相关应用，但目前鲜有风化煤灰渣形成特性相关实验研究。为探究山西风化煤的灰渣形成特性，以小型流化床反应器为主要实验装置，对风化煤在不同煤颗粒粒径、燃烧气氛下分别进行热态燃烧实验。利用天平、振动筛、马弗炉、激光粒度仪、X-Ray衍射仪分析风化煤灰渣的份额分布、颗粒特性及矿物含量，揭示了不同燃烧工况下风化煤灰渣形成特性的差异。研究结果表明：随煤颗粒粒径增加，燃煤颗粒炉内磨损程度减弱，飞灰份额由43.20%减至1.51%，石英、莫来石、赤铁矿生成量和高岭石转化量增加；出口烟气中氧气浓度增加有利于高岭石和黄铁矿转化分解生成石英、莫来石和赤铁矿：随着出口氧气浓度由0.00%增至5.16%，风化煤底渣中的石英含量由41.21%增至51.13%，莫来石含量由7.24%增至21.42%，赤铁矿含量由6.81%增加至23.32%。高灰低热值风化煤能在流化床中实现稳定燃烧，且煤颗粒粒径为2.00～4.00mm的风化煤在出口烟气中氧气浓度为3%～5%的情况下，能保持较高的燃烧效率和矿物转化率，有利于燃烧系统的稳定高效运行和灰渣的二次利用，可作为循环流化床燃料选用依据。

• 单位
  能源清洁利用国家重点实验室; 浙江大学