煤泥燃烧过程的试验研究

煤泥是煤炭洗选过程中产生的一种高浓度、高粘度的浆状物料,在国内被公认为是一种劣质的燃料。煤泥的循环流化床燃烧处理是一项很有发展前途的新技术,国内外学者对煤泥流化床燃烧过程进行了一系列研究,但针对煤泥燃烧过程中的凝聚结团特性的研究还不够全面,针对煤泥爆裂特性以及热分析的研究很少。煤泥的燃烧过程复杂多变,其结团和爆裂特性是流化床内组织正常燃烧的基础,与流化床运行稳定性和燃烧效率关系密切,因此本文利用燃烧试验,对煤泥的燃烧过程包括结团特性、爆裂特性和热重燃烧过程进行研究,考察煤泥结团、爆裂现象相关影响因素,同时对干煤泥及不同含水率煤泥团进行热重试验,进一步观察煤泥的燃烧过程,并进行燃烧特性指数计算和反应动力学分析,研究其反应机理,为循环流化床锅炉的稳定、高效运行提供理论依据。通过结团试验发现,灰分低挥发分高的煤泥结团特性较好;结团强度随炉温的升高先增大后减小;随含水率的提高先增大后减小,存在最佳含水率范围,水分过低或过高都会使得煤泥结团强度下降;投入粒径较小的煤泥团,抗压强度偏大,大粒径的煤泥团抗压强度较小;在一定停留时间范围内,煤泥抗压强度随时间逐渐增大,且在高温或高水分条件下,抗压强度随时间达到一定值时会下降。煤泥结团过程中会伴随发生爆裂,试验发现,挥发分和灰分含量高的煤泥爆裂更严重,炉温越高,煤泥团爆裂越严重;存在一最佳含水率,使得煤泥凝聚团爆裂严重,一般这一含水率为20%;投入粒径对煤泥爆裂特性没有实质影响。论文最后采用热重法对煤泥的燃烧过程进行了试验,结果表明,升温速率提高,煤泥着火和稳燃特性下降,燃尽特性变好,活化能减小;煤泥掺水后着火和稳燃特性显著提高,燃尽性能会下降,活化能显著下降,说明在一定含水率范围内,掺水有助于煤泥着火燃烧。