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预混/分级模式下氨煤混燃着火特性的试验研究
1
作者 冷猛 娄依崇 +6 位作者 陈境烨 余作超 翁武斌 孟德润 何勇 朱燕群 王智化 《洁净煤技术》 北大核心 2026年第1期161-168,共8页
为探究在近工业应用的湍流旋流条件下氨煤混燃的关键着火机理与调控规律,以应对其在燃煤锅炉推广应用中面临的着火稳定性挑战,采用自主搭建的管式双旋流燃烧器试验台,通过光学诊断与图像处理技术,对煤粉火焰的着火特性进行了系统性研究... 为探究在近工业应用的湍流旋流条件下氨煤混燃的关键着火机理与调控规律,以应对其在燃煤锅炉推广应用中面临的着火稳定性挑战,采用自主搭建的管式双旋流燃烧器试验台,通过光学诊断与图像处理技术,对煤粉火焰的着火特性进行了系统性研究。试验定量分析了氨气注入方式(随一次风预混/随二次风分级)、氨热值掺烧比(E_(NH_(3)),0~50%)和总体当量比(Φ_(total),0.59~0.95)对着火延迟时间的影响。结果表明:氨气的注入方式是调控煤粉着火性能的主导因素。相较于预混模式,分级注入(氨气随二次风供给)能极大促进煤粉着火,在相同掺氨比(E_(NH_(3))=30%)下,其下游煤粉着火延迟时间可从预混模式的9.8 ms显著缩短至4.4 ms,降幅超过55%。其核心机理在于:分级模式下,氨气在二次风中形成独立的高温火焰,为一次风中的煤粉颗粒提供了强大的热烟气环境,有效避免了2种燃料在贫氧的一次风中对氧气的竞争,实现了快速点火。在分级模式下,提高氨掺烧比可有效缩短着火延迟时间,当E_(NH_(3))从10%增至50%,上游煤粉着火延迟时间呈现持续缩短的趋势。与此同时,降低总体当量比则会抑制煤粉着火,当E_(NH_(3))维持在50%而Φ_(total)从0.95降至0.59时,下游煤粉着火延迟时间从6.1 ms延长至8.3 ms。在预混模式下,氨掺烧比的影响则呈现出显著的空间依赖性。在上游近场区着火延迟时间随E_(NH_(3))的增加而延长,而在下游远场区着火延迟时间随E_(NH_(3))增加反而缩短。研究证实,实现氨与煤粉的空间分级注入,是保障高比例氨煤混燃系统稳定着火的根本途径。研究揭示的关键调控策略与机理,为工业级氨煤混燃燃烧器的设计与优化提供了参考。 展开更多
关键词 氨煤混燃 旋流燃烧 着火特性 分级燃烧 氨掺烧比 当量比
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基于PLC的区域供热锅炉燃烧模糊自适应控制方法
2
作者 丛占峰 《粘接》 2026年第2期498-501,共4页
针对传统区域供热锅炉燃烧控制方法超调量大、动态性能不佳的问题,提出一种基于PLC的区域供热锅炉燃烧模型自适应控制方法。首先,设计了基于PLC的区域供热锅炉燃烧控制系统;将模糊控制器与传统PID控制器相结合,构成模糊自适应PID控制器... 针对传统区域供热锅炉燃烧控制方法超调量大、动态性能不佳的问题,提出一种基于PLC的区域供热锅炉燃烧模型自适应控制方法。首先,设计了基于PLC的区域供热锅炉燃烧控制系统;将模糊控制器与传统PID控制器相结合,构成模糊自适应PID控制器,并将其应用于所构建的锅炉燃烧系统,以提升系统控制性能。实验结果表明,所提模糊自适应PID控制器的调节时间与超调量分别为297.84 s和4.6%,相较于模糊控制器与传统PID控制器,该控制器的动态响应速度提升了28.6%,超调量降低了4.32%。综合分析表明,该方法可实现锅炉燃烧系统的精准稳定控制,能取得良好的自适应控制效果,满足设计需求。 展开更多
关键词 PLC 区域供热 锅炉燃烧 模糊控制 传统PID
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内蒙古褐煤大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究 被引量：2
3
作者 贾进章 田昊 +3 位作者 贾鹏 赵丹 王东明 宋海龙 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期35-46,共12页
在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在... 在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在2500 K~4000 K高温下的燃烧行为,重点分析了4000 K高温下的燃烧特性。通过ReaxFF MD的模拟结果得出了褐煤高温燃烧过程中的主要气体和自由基产物的反应占比,确定了褐煤高温燃烧的主要气相产物(CO_(2),CO,H_(2)O,O_(2))和活性物种(·O,·H,·OH,·CHO,·CH_(2)O,·CHO_(2))。通过MS软件的Dmol^(3)模块,重点分析了主要燃烧产物的静电式分布和扩散特性。结果表明:内蒙古褐煤的燃烧过程包括多种复杂的物理化学相互作用;通过静电势分布和扩散特性分析发现,自由基在燃烧链反应中生成和消耗对燃烧过程的维持至关重要(特别是·OH和·H),电势分布显示出明显的高活性特征,扩散特性表现出高扩散性和高迁移性,表明高温环境下的扩散和反应活性对燃烧效率和链反应的延续起到了关键作用,进一步揭示高温可以有效促进自由基的生成和消耗,从而优化燃烧效率并减少污染物的生成。 展开更多
关键词 褐煤燃烧 大分子结构模型 REAXFF MD 模拟 高温燃烧 自由基动力学
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化学链燃烧中试装置运行特性研究
4
作者 李维成 李振山 +10 位作者 Vincent Gouraud Font Patrice 韦耿 林山虎 刘行磊 叶云树 邹茂君 魏舒婷 郭强 蔡宁生 徐忠华 《东方电气评论》 2026年第1期27-35,共9页
化学链燃烧技术引入载氧体作为载氧介质将空气中的氧传递给燃料,使燃烧过程产生的二氧化碳不被空气中的氮气所稀释,实现二氧化碳在燃料转化源头的自分离,是低成本、高效率、大规模碳捕集技术。基于褐煤燃料、钛铁矿载氧体特性及反应动... 化学链燃烧技术引入载氧体作为载氧介质将空气中的氧传递给燃料,使燃烧过程产生的二氧化碳不被空气中的氮气所稀释,实现二氧化碳在燃料转化源头的自分离,是低成本、高效率、大规模碳捕集技术。基于褐煤燃料、钛铁矿载氧体特性及反应动力学特性,建立了化学反应、质量平衡、能量平衡、流态化及物料循环相耦合设计方法,确定了关键工艺参数并完成工程设计,在东方锅炉德阳基地建成4MWth化学链燃烧系统中试装置,完成了设备单体调试、整套热态启动、载氧体活化、常规燃烧到化学链燃烧切换、停炉等系统调试,固体燃料100%投入燃料反应器,系统稳定运行超过168小时,在国际上首次实现了化学链燃烧中试装置的长时间自热稳定运行。基于固体燃料化学链燃烧中试系统典型运行工况,本文完成化学链燃烧系统运行特性、系统物料循环质量平衡和能量平衡分析,总结了系统运行调节与控制策略,为固体燃料化学链燃烧未来工程化设计和运行奠定了坚实的基础。在燃料热输入4.8MWth的典型工况下,空气反应器温度990~1050℃,空气反应器出口氧气浓度2.8~5.0%,二氧化碳浓度1.2~1.8%。燃料反应器温度945~995℃,燃料反应器出口二氧化碳浓度80~90%,一氧化碳浓度2.8~4.8%,系统运行稳定,钛铁矿载氧体颗粒循环通量90~126t/h。碳捕集效率超过90%,补氧率小于10%。 展开更多
关键词 化学链燃烧 固体燃料 自热运行
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热分析获取锅炉内煤着火特性——Part Ⅱ:本征反应动力学
5
作者 刘洋 石泽正 +7 位作者 陈朝帅 苟皓语 陶继业 徐世明 余波 赵培涛 傅培舫 周怀春 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期2246-2261,共16页
煤焦的本征反应动力学模型是计算流体力学(CFD)模拟锅炉内煤着火燃烧速率所需的关键子模型,通常可由热分析获得。热分析反应动力学的研究虽然已发展了数十年,但仍然存在3个问题:(1)非等温和等温动力学参数的不统一;(2)定值动力学参数和... 煤焦的本征反应动力学模型是计算流体力学(CFD)模拟锅炉内煤着火燃烧速率所需的关键子模型,通常可由热分析获得。热分析反应动力学的研究虽然已发展了数十年,但仍然存在3个问题:(1)非等温和等温动力学参数的不统一;(2)定值动力学参数和变动力学参数均值的不统一;(3)缺乏不含不确定参数的通用动力学模型,如常用的n级动力学模型、随机孔模型和自催化模型分别含有不确定性参数,如反应级数n、结构参数ψ、反应指数a和c。为解决上述问题,提出了通用表面活化函数模型GSAFM,其反应机理函数f(X)=1-X(X为转化率),且活化能EX和指前因子AX是随转化率变化的。采用4种等转化率法(变动力学参数模型)包括等温(ISO)GSAFM、非等温(NON)GSAFM、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS),以及一种定值动力学模型ISAFM,对将军庙(JJM)和红沙泉(HSQ)煤焦的非等温和等温燃烧的本征反应速率进行了预测。结果表明,ISO GSAFM具有最好的预测效果;FWO和KAS的预测效果很差,主要由于这2种模型涉及的温度积分近似处理给EX的求取带来了一定的误差,该误差在求取AX时呈指数级放大。ISOGSAFM获取的煤焦等温燃烧的EX均值为141k J/mol,与ISAFM获取的146 k J/mol接近,从而解决了问题(2);其获取的动力学参数可以很好地预测煤焦非等温燃烧的本征反应速率,表明非等温和等温试验可以共用ISO GSAFM获取的动力学参数,即解决了问题(1);其f(X)=1–X,具有不含不确定参数的通用性,即解决了问题(3)。ISO GSAFM得到的煤焦的EX在着火区间达到最大值,这一现象表明,煤在锅炉内的着火过程是其燃烧过程中最困难的环节;随后,EX由于煤焦燃烧进入稳定阶段而逐渐减小,但在反应后期会转变为快速增大的趋势,这符合煤焦在反应后期存在失活现象的事实。因此,ISO GSAFM在解决问题(1)~(3)的同时还能解释试验现象,有望为以基于定值动力学模型的CFD模拟提供新的本征反应动力学子模型。同种煤阶的JJM和HSQ煤焦存在理化结构上的差异,但两者的EX随转化率变化的趋势相似且大小差异小于5%,采用各自变动力学参数的算数平均可对其本征反应速率进行准确预测,表明同种煤阶的不同煤焦的本征反应速率可以用基于GSAFM的均值动力学参数进行预测,即有望实现同一种煤阶的煤焦反应速率采用同一种变动力学参数(多样本的均值)进行预测。此外,GSAFM表明煤焦的EX只与其化学结构相关,利用变活化能的特征值可精细化地研究煤焦的化学结构对其本征反应性影响的内在机理,如前述的着火困难和失活机理等;用煤焦的化学结构预测出EX后,可通过GSAFM直接预测出煤焦的本征反应速率;上述关联方法为煤焦结构与反应性的研究提供了新的思路。 展开更多
关键词 热分析 通用表面活化函数模型 等转化率法 本征反应动力学 变活化能 着火特性 化学结构
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煤矸石与低阶煤共燃行为及反应动力学
6
作者 刘芸 鲍振 张源 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第3期1173-1182,共10页
煤矸石与低阶煤共燃可以弥补煤矸石热值低、结渣倾向强以及低阶煤利用率低的问题。因此,以不同掺混比的煤矸石和低阶煤为研究对象,采用X射线荧光光谱分析仪、扫描电镜、热重分析仪以及动力学计算,对混合燃烧特性及动力学特征进行深入探... 煤矸石与低阶煤共燃可以弥补煤矸石热值低、结渣倾向强以及低阶煤利用率低的问题。因此,以不同掺混比的煤矸石和低阶煤为研究对象,采用X射线荧光光谱分析仪、扫描电镜、热重分析仪以及动力学计算,对混合燃烧特性及动力学特征进行深入探究。结果表明,低阶煤与煤矸石的燃烧过程均可分为三个阶段,包括水分析出、挥发分逸出及焦炭燃烧、碳酸盐等矿物质分解。随着煤矸石掺混比的增加,样品的着火温度、燃尽温度升高,燃烧特性综合指数降低。此现象是由于煤矸石的灰分高和固定碳含量低导致。而动力学分析发现煤矸石的掺混可以有效降低样品燃烧反应的平均活化能,有利于反应进行。结合燃烧特性参数得出,低阶煤-煤矸石在掺混比为8∶2时综合利用性能较好。 展开更多
关键词 煤矸石 低阶煤 共燃 动力学
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加压富氧流化床燃烧传热特性研究进展
7
作者 张伊晨 段璐 +1 位作者 陈嫄 王永英 《煤质技术》 2026年第1期37-46,共10页
富氧燃烧技术作为1种高效的CO_(2)捕集方法,在燃煤电厂中展现出显著的环保与经济优势。在此基础上,加压富氧流化床燃烧技术通过融合富氧燃烧与加压循环流化床技术,进一步拓宽燃料适用范围,同时显著提升燃烧效率与CO_(2)富集度,展现出广... 富氧燃烧技术作为1种高效的CO_(2)捕集方法,在燃煤电厂中展现出显著的环保与经济优势。在此基础上,加压富氧流化床燃烧技术通过融合富氧燃烧与加压循环流化床技术,进一步拓宽燃料适用范围,同时显著提升燃烧效率与CO_(2)富集度,展现出广阔的工业应用前景。系统回顾加压富氧流化床炉膛内受热面与床层间传热特性的研究进展,重点剖析炉内气固两相流传热机制及其关键影响因素。研究表明:在密相区,系统压力的提升可显著强化传热过程;而在稀相区,高温条件下,辐射传热逐渐成为主导机制。此外,颗粒粒径分布与流化介质物性对传热特性的调节作用亦不可忽视。最后,对该领域未来的研究方向进行展望,以期为加压富氧流化床燃烧技术的工程放大与优化提供理论依据。 展开更多
关键词 CO_(2)捕集 加压富氧燃烧技术 流化床 传热特性 气固两相流
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多源数据驱动的风电机组偏航稳态误差校准方法及现场应用测试 被引量：5
8
作者 曲晨志 林忠伟 +4 位作者 刘吉臻 谢镇 陈佩 陈振宇 陈玲 《动力工程学报》 北大核心 2025年第4期544-553,581,共11页
提出了一种数据驱动的偏航稳态误差校准方法,在不经过大规模硬件改装的条件下,达到改善发电效率的目的。以2 MW水平轴风电机组为研究对象,建立了基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据驱动的稳态误差计算方法,给出量化的误差校准参考;... 提出了一种数据驱动的偏航稳态误差校准方法,在不经过大规模硬件改装的条件下,达到改善发电效率的目的。以2 MW水平轴风电机组为研究对象,建立了基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据驱动的稳态误差计算方法,给出量化的误差校准参考;在目标机组上安装了机舱式激光雷达,通过对比多源风向数据,建立了雷达参与稳态误差校准的策略。在综合考虑SCADA和雷达2种数据源计算的误差校准参考情况下,对商用机组进行了工程现场应用及性能评估。结果表明:校准后机组的偏航控制精度和发电效率显著改善,所提方法可用于风电机组增功提效的技术改造。 展开更多
关键词 数据驱动 机舱式激光雷达 偏航误差校准 性能评估
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氨煤混合比例对氨的NO生成/还原反应路径影响 被引量：5
9
作者 韩静洋 谢妍 +6 位作者 李君 刘欣 张文振 张超群 李明 牛涛 王赫阳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3046-3055,I0016,共11页
混氨比例(R_(NH_(3)))是影响燃煤机组二氧化碳(CO_(2))减排效果的重要参数,虽然高R_(NH_(3))有利于CO_(2)减排,但可能会导致氮氧化物(NO_(x))排放的大幅升高,从而制约氨煤混燃技术的应用。为探究R_(NH_(3))对NO排放的影响机制,该文搭建... 混氨比例(R_(NH_(3)))是影响燃煤机组二氧化碳(CO_(2))减排效果的重要参数,虽然高R_(NH_(3))有利于CO_(2)减排,但可能会导致氮氧化物(NO_(x))排放的大幅升高,从而制约氨煤混燃技术的应用。为探究R_(NH_(3))对NO排放的影响机制,该文搭建氨煤混燃一维炉的反应器网络模型,采用NH_(3)的详细化学反应机理研究R_(NH_(3))对NH_(3)的NO生成和还原反应路径的影响。模拟结果可再现实验观测到的NO排放随R_(NH_(3))增加先上升后下降的变化趋势。结果表明,低R_(NH_(3))下,HNO/N浓度随R_(NH_(3))增加而上升是NO排放随R_(NH_(3))增加而上升的主要原因。然而,高R_(NH_(3))下,NH_(3)的脱氢反应消耗大量的H/OH自由基,使H/OH自由基浓度显著降低,从而抑制HNO/N与H/OH自由基的NO生成反应,使NO排放随R_(NH_(3))增加而降低。可知,NO生成随R_(NH_(3))增加先升后降趋势的根本原因是NO生成反应路径的初始步骤与最终步骤对H/OH自由基的竞争。 展开更多
关键词 氨煤混燃 混氨比例 CO_(2)减排 氮氧化物(NO_(x)) 化学反应动力学
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气流床煤气化细渣燃烧特性及其工程化应用研究进展 被引量：1
10
作者 王庆云 高春雷 +6 位作者 刘夏青 马利 方鹏程 李芳 白永辉 吕鹏 于广锁 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第8期12-25,共14页
随着我国能源需求增长与环保要求提高,煤气化细渣的高效清洁处置已成为制约煤化工绿色低碳发展的关键问题。气流床气化技术虽具有高效转化优势,但其产生的细渣因含水率、灰分及残碳含量高等特性,难以直接资源化利用。综述了煤气化细渣... 随着我国能源需求增长与环保要求提高,煤气化细渣的高效清洁处置已成为制约煤化工绿色低碳发展的关键问题。气流床气化技术虽具有高效转化优势,但其产生的细渣因含水率、灰分及残碳含量高等特性,难以直接资源化利用。综述了煤气化细渣的形成机制、组成结构及燃烧特性,重点分析了碳的石墨化程度、灰分包裹效应及孔隙结构对燃烧活性的制约机理。针对煤气化细渣燃烧性能差的问题,现有研究提出了两种主要路径:一是通过预热、氧化或流态化熔融燃烧等改性手段强化煤气化细渣单独燃烧活性;二是通过与煤、生物质等高反应性燃料掺混燃烧,利用协同效应提升整体燃烧效率。在工程化应用研究方面,循环流化床焚烧炉、高温预热脱碳装备及掺烧工艺已取得显著进展,可有效降低残碳含量并实现能源回收,但仍面临设备磨损与腐蚀、残碳燃尽困难、二次污染风险及掺烧比例受限等问题。总结了当前技术挑战,并展望了煤气化细渣资源化与减量化的发展方向,可为推进煤炭清洁利用提供理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 气流床气化 煤气化细渣 细渣形成路径 理化特性 燃烧特性 工程化应用研究
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轻工业污泥对高硅铝煤的灰熔融特性影响 被引量：1
11
作者 唐金秀 李寒旭 +1 位作者 夏宝亮 毛立睿 《应用化工》 北大核心 2025年第1期99-105,109,共8页
选取了两种典型高AFT煤即高硅煤C1、高铝煤C2,利用灰熔融测定仪、热力学计算、XRD和FTIR研究了LIS在弱还原气氛下对高AFT的C1、C2煤的AFT、矿物组成以及熔体结构的影响。结果表明,LIS的添加量为0%~15%(质量比),C1、C2煤的AFT降低效果明... 选取了两种典型高AFT煤即高硅煤C1、高铝煤C2,利用灰熔融测定仪、热力学计算、XRD和FTIR研究了LIS在弱还原气氛下对高AFT的C1、C2煤的AFT、矿物组成以及熔体结构的影响。结果表明,LIS的添加量为0%~15%(质量比),C1、C2煤的AFT降低效果明显,添加量为10%时,仅C1煤的AFT满足气流床气化炉液态排渣的要求。莫来石和六铝酸钙(CA6)分别是导致C1、C2煤的AFT高的原因,随着LIS的加入,莫来石和CA6的含量逐渐减少并消失,分别形成大量低熔点矿物钙长石和铁尖晶石。即低熔点矿物钙长石比铁尖晶石更有效于降低熔融温度。C1和C2煤渣的硅酸盐网络结构分布从层状分别转化为链状、环状和链状为主的简单结构。故LIS更适用于降低高硅煤的灰熔融温度。 展开更多
关键词 轻工业污泥 高灰熔融温度煤 灰熔融特性 矿物组成 熔体结构
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动态颗粒间距下焦炭辅助劣质烟煤微波点火行为
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作者 邹鹏 薛乃源 +3 位作者 周伟 李俊峰 高继慧 赵广播 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2704-2721,共18页
在我国电力系统中,以劣质烟煤、焦炭为代表的低挥发分煤产量巨大,但低挥发分特性限制了其在燃煤发电中的应用。微波技术已被证明能够通过其独特的非接触式加热方式以及等离子体效应高效快速地实现电磁能向热能转化,并实现额外挥发分的... 在我国电力系统中,以劣质烟煤、焦炭为代表的低挥发分煤产量巨大,但低挥发分特性限制了其在燃煤发电中的应用。微波技术已被证明能够通过其独特的非接触式加热方式以及等离子体效应高效快速地实现电磁能向热能转化,并实现额外挥发分的原位生成。然而,目前很少有研究将这种微波增强效应应用于劣质烟煤、焦炭等低挥发分碳基燃料的点火过程。为此,以劣质烟煤及其煤焦为代表,在单模态微波反应器中进行焦炭辅助劣质烟煤微波点火试验。对样品在反应过程中的微波吸收情况、温度变化情况、放电情况,以及反应各阶段残炭的结构、理化性质进行表征和分析,以探究微波与炭颗粒间的相互作用对焦/煤微波点火过程的强化规律。研究发现点火前期(煤样加热阶段)煤样温升主要依赖于样品在小流量(0.25 L/min)下的热量累积;中后期(挥发分-焦炭共燃阶段、焦炭燃烧阶段)可以观察到明显的炭颗粒间放电现象,由此引发的多点局域燃烧会形成多个“火核”强化燃烧,大流量(0.75 L/min)下强化效果更明显。在微波热效应及电效应共同作用下,煤样的石墨化度先上升后下降,吸波及热转化能力随之先升高后降低;煤样表面裂纹不断增多加深,析出的灰分先形成一层灰壳阻碍氧分子扩散,后发生岛状聚集使炭表面重新暴露。综合来看,少量的焦炭掺混(焦炭掺混比为25%)对劣质烟煤的吸波能力及点火效果具有显著提升,煤样在挥发分-焦炭共燃阶段中期时具有最佳的燃烧反应性,可以脱离微波作用区域,进行自持燃烧。 展开更多
关键词 微波 等离子体 点火 劣质烟煤 燃烧 焦炭
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复合催化剂Ru/CoAl−LDH可见光深度还原低浓度CO_(2)及其性能增强机理
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作者 戴俊 贾凤婷 +3 位作者 杨娟 丰之翔 王大钊 冷冲冲 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1325-1338,共14页
“双碳”目标下,利用清洁可再生的太阳能驱动CO_(2)资源化利用成为重要的研究课题,但已有报道多以高纯CO_(2)为研究对象,而实际燃煤电厂排放的烟气中CO_(2)体积分数仅为3%~15%,为规避高能耗的CO_(2)提浓过程,直接实现低浓度CO_(2)光催... “双碳”目标下,利用清洁可再生的太阳能驱动CO_(2)资源化利用成为重要的研究课题,但已有报道多以高纯CO_(2)为研究对象,而实际燃煤电厂排放的烟气中CO_(2)体积分数仅为3%~15%,为规避高能耗的CO_(2)提浓过程,直接实现低浓度CO_(2)光催化定向转化对节能减排及其资源化利用具有重要科学意义。采用共沉淀−水热法首先制得钴铝层状双氢氧化物(CoAl−LDH),通过表面浸渍耦合氢气热处理将钌纳米颗粒负载至CoAl−LDH表面,构筑出可见光催化剂Ru/CoAl−LDH,其独特的表面组成与结构特性有助于实现以水为氢源的低浓度CO_(2)深度光还原。利用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱与紫外可见漫反射光谱等测试技术对复合催化剂的结构组成和微观形貌进行测定分析,结果表明:负载的钌物种为零价金属态Ru,其负载未改变CoAl−LDH的纳米片状形貌,但可显著提升复合催化剂的光响应性能。以Ru/CoAl−LDH为光催化剂、水为电子给体和氢源、10%CO_(2)/N_(2)混合气体为模拟烟道气,在可见光照射下考察Ru负载量对还原产物生成量及深度还原产物甲烷选择性的影响,其中1.6%Ru/CoAl−LDH具有最优的CO_(2)光还原性能,可见光照射3 h后的甲烷产生量及选择性高达452.4μmol/g和86.3%,分别是单一CoAl−LDH的10.4倍和3.3倍。同时,借助CO_(2)吸附等温线、原位XPS、瞬态光电流与阻抗谱等测试结果探究了Ru/CoAl−LDH对低浓度CO_(2)深度光还原的性能增强机理。CoAl−LDH表面的—OH基团利于复合催化剂对低浓度CO_(2)的选择性吸附;CoAl−LDH优异的水氧化性能可为CO_(2)深度光还原提供充足的原位氢源,无需使用具有爆炸危险性的氢气;负载的Ru作为光电子受体,在增强光生电荷分离与迁移效率的同时,作为CO_(2)还原活性位能实现其多电子还原过程。因此,CoAl−LDH和助催化剂Ru的协同作用是低浓度CO_(2)深度光还原性能得以提升的主要原因,复合催化剂Ru/CoAl−LDH实现了可见光水氧化与低浓度CO_(2)深度还原的有效耦合,为本质安全且低能耗CO_(2)转化体系的构建提供了重要理论指导,也为燃煤烟气CO_(2)资源化利用提供了新思路。 展开更多
关键词 低浓度CO_(2) 深度光还原 钴铝层状双氢氧化物 钌负载 水氧化
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预热空气当量比对高碱煤预热煤焦的动力学特性研究
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作者 张世豪 朱建国 +2 位作者 美合日阿依·穆太力普 刘敬樟 吕清刚 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期36-42,共7页
新疆高碱煤储量丰富,但由于Na、K等碱金属元素含量较高,引发了高碱煤燃烧结渣沾污问题。流态化预热可增加燃料活性、促进碱金属析出,预热燃烧有望实现高碱煤清洁高效燃烧。目前,关于高碱煤预热后的燃料反应动力学特性还尚未阐释。因此,... 新疆高碱煤储量丰富,但由于Na、K等碱金属元素含量较高,引发了高碱煤燃烧结渣沾污问题。流态化预热可增加燃料活性、促进碱金属析出,预热燃烧有望实现高碱煤清洁高效燃烧。目前,关于高碱煤预热后的燃料反应动力学特性还尚未阐释。因此,为探究预热空气当量比(λ)对高碱煤预热煤焦的动力学影响特性,开展了高碱煤循环流化床预热试验,并通过热重试验,分析了活化能和指前因子的变化行为,研究了原煤及预热煤焦的动力学特性。结果表明,预热空气当量比从0.28增至0.40时,预热煤焦的最大失重速率降低,着火点及燃尽点升高;质量转化率在0.5之前,预热煤焦的反应活化能和指前因子均高于原煤,而转化率在0.5~0.8阶段内,结果相反,这是因为不同反应阶段内原煤和预热煤焦的挥发分含量和焦炭反应特性不同所引起的;计算了原煤和预热煤焦在不同燃烧温度下的反应速率常数,发现预热煤焦的反应速率常数均高于原煤,且反应速率常数随预热空气当量比的升高而先增后减,预热当量比0.31、燃烧温度950℃时,预热煤焦的计算反应速率常数约为原煤的13倍。研究结果期望为高碱煤预热燃烧技术的开发和应用提供理论支撑和数据支持。 展开更多
关键词 高碱煤 预热煤焦 空气当量比 反应动力学特性
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300 MW锅炉燃烧系统优化与NO_(x)生成的影响研究 被引量：1
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作者 高纪遥 赵文霞 《粘接》 2025年第1期129-133,共5页
为使锅炉燃烧实现既节能又环保,研究了各种燃烧工况变化对锅炉热效率和NO_(x)生成量的影响,以某300 MW等级亚临界W型火焰锅炉为研究对象,通过锅炉燃烧调整得到运行试验数据。结果表明,SCR入口NO_(x)平均浓度和热效率随锅炉运行氧量的提... 为使锅炉燃烧实现既节能又环保,研究了各种燃烧工况变化对锅炉热效率和NO_(x)生成量的影响,以某300 MW等级亚临界W型火焰锅炉为研究对象,通过锅炉燃烧调整得到运行试验数据。结果表明,SCR入口NO_(x)平均浓度和热效率随锅炉运行氧量的提高都呈现升高的趋势;随着燃尽风门的逐步关小,SCR入口平均NO_(x)浓度增加,但热效率先增后降低;同负荷下,开4台磨煤机相比开3台磨煤机热效率高,但SCR入口NO_(x)浓度也偏高;拱上下风门的调整均会增加NO_(x)生成量,在一定范围内,增加拱下风门开度可保障锅炉热效率不低于设计值。 展开更多
关键词 工业锅炉 燃烧调整 配风 控制NO_(x) 保障热效率
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高水分褐煤干燥前后燃烧性能试验研究
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作者 杜佳军 郭前鑫 +4 位作者 曹忠友 白杨 赵勇纲 向小凤 徐长亮 《热力发电》 北大核心 2025年第7期153-159,共7页
利用着火炉及一维炉试验平台对宝清高水分褐煤及其不同水分干燥褐煤的着火、燃尽及结渣性能进行试验研究。结果表明:宝清高水分褐煤的着火温度415℃,极易着火;相对于水分对着火温度的影响,细度对着火温度的影响更加显著;在低负荷下,水... 利用着火炉及一维炉试验平台对宝清高水分褐煤及其不同水分干燥褐煤的着火、燃尽及结渣性能进行试验研究。结果表明:宝清高水分褐煤的着火温度415℃,极易着火;相对于水分对着火温度的影响,细度对着火温度的影响更加显著;在低负荷下,水及水蒸气在燃烧初期对焦炭的消耗速率影响大;宝清高水分褐煤由于水分高,燃烧初期反应剧烈,飞灰可燃物质量分数迅速降低,结渣趋势也更强,但过高的水分不利于燃烧后期焦炭的燃尽;随着煤粉细度R90升高,煤粉燃尽率下降。但总体说来,宝清高水分褐煤及干燥煤的燃尽率均在99%以上,属于极易燃尽;氧量对燃尽率的影响效果不明显。 展开更多
关键词 高水分褐煤 干燥 着火 燃尽 结渣
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半焦/烟煤富氧混燃时燃料N向NO的转化特性
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作者 刘炎泉 严谨 +2 位作者 梁绍华 张颖 谭文轶 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期4079-4087,共9页
鉴于我国的能源结构特点,煤炭分级技术得到不断地重视和发展,而它产生的固体副产物半焦在燃烧利用时存在燃烧特性差及NO_(x)排放量高等问题。为解决这些问题,混燃是一种有效的手段。此外,在“双碳”目标的背景下,富氧燃烧技术的应用有... 鉴于我国的能源结构特点,煤炭分级技术得到不断地重视和发展,而它产生的固体副产物半焦在燃烧利用时存在燃烧特性差及NO_(x)排放量高等问题。为解决这些问题,混燃是一种有效的手段。此外,在“双碳”目标的背景下,富氧燃烧技术的应用有利于控制CO_(2)排放,同时也会对NO_(x)的生成产生影响。据此,为了探究半焦/烟煤富氧混燃时NO的生成机理,利用固定床反应系统开展其燃料N向NO转化特性的试验研究。结果表明:随着混合燃料中烟煤掺混比例的提高,燃料N向NO的总转化率不断降低。相比O_(2)/N_(2)气氛,O_(2)/CO_(2)气氛中的CO_(2)会更多参与到与焦炭的气化反应中生成CO,促进NO的还原,因而混合燃料中挥发分NO和焦炭NO的转化率均降低。随着燃烧温度的升高,燃料中更多的N会向NO转化。O_(2)/CO_(2)气氛中O_(2)体积分数的升高也会使燃料NO的总转化率增加。同时,掺混燃料之间存在的交互作用对NO转化的促进会随着O_(2)体积分数的升高先增强后减弱。在挥发份燃烧阶段,O_(2)体积分数的提高会促进燃料N向NO的转化;然而,其对焦炭NO转化的影响与燃料种类有关。提高O_(2)体积分数能促进烟煤中焦炭N的转化。在半焦燃烧时,较高的O_(2)体积分数会让更多的吡咯氮(N-5)在挥发份析出时提前释放,使半焦及其混合燃料焦炭NO的转化率降低。此外,粒径越小越有利于燃料NO的生成。研究结果可以为半焦的清洁低碳利用提供理论基础。 展开更多
关键词 半焦 富氧燃烧 燃料N NO排放 混合燃烧
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燃煤锅炉中飞灰和炉渣分化规律研究
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作者 刘奇 梁宇 +5 位作者 张洪 王明星 杨坤 林颖 魏炜 王倩 《动力工程学报》 北大核心 2025年第8期1202-1210,共9页
采用重液浮沉法研究电站锅炉中煤粉矿物质形成飞灰与炉渣的分化规律。通过将入炉煤粉、飞灰和炉渣分离成密度为1.3~2.4 g/cm^(3)的组分,利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电子显微镜(SEM)分析各密度子样组成和形貌,同时计... 采用重液浮沉法研究电站锅炉中煤粉矿物质形成飞灰与炉渣的分化规律。通过将入炉煤粉、飞灰和炉渣分离成密度为1.3~2.4 g/cm^(3)的组分,利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电子显微镜(SEM)分析各密度子样组成和形貌,同时计算不同温度下液相的生成量。结果表明:煤粉颗粒密度均≥1.3 g/cm^(3),密度在1.5~<1.8 g/cm^(3)的颗粒产率高达40.3%;飞灰密度集中于≥1.7 g/cm^(3),其中密度≥2.4 g/cm^(3)的组分产率高达37.7%;炉渣颗粒密度多集中于2.1~<2.4 g/cm^(3);在电站锅炉中,煤粉中矿物质依据其存在状态首先形成不同粒度的煤灰颗粒,其中粒径小于10μm的颗粒被烟气带出形成飞灰,粒径大于50μm的颗粒沉降为炉渣,粒径为10~50μm的颗粒发生碰撞,其中易熔颗粒发生黏结、长大,转化为炉渣。 展开更多
关键词 煤粉燃烧 浮沉法 飞灰 炉渣 FactSage模拟
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90 t/h煤粉预热燃烧锅炉宽负荷试验和性能测试研究 被引量：1
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作者 朱建国 田继林 +2 位作者 孙运凯 刘敬樟 吕清刚 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期460-466,共7页
基于预热燃烧原理,设计开发了90 t/h煤粉预热燃烧锅炉,完成了90t/h煤粉预热燃烧锅炉宽负荷下稳定高效燃烧和低NO_(x)排放试验及性能测试。结果表明,锅炉负荷调节范围为30%~100%时,锅炉热效率均高于92%,NO_(x)原始排放均低于200 mg/m^(3)... 基于预热燃烧原理,设计开发了90 t/h煤粉预热燃烧锅炉,完成了90t/h煤粉预热燃烧锅炉宽负荷下稳定高效燃烧和低NO_(x)排放试验及性能测试。结果表明,锅炉负荷调节范围为30%~100%时,锅炉热效率均高于92%,NO_(x)原始排放均低于200 mg/m^(3),实现了煤粉锅炉的宽负荷高效清洁燃烧;锅炉负荷降低,NO_(x)原始排放线性减少,建立了NO_(x)排放与负荷变化的关系式,锅炉负荷30%时,NO_(x)排放仅为78 mg/m^(3),燃烧效率为97.91%,突破了常规锅炉低负荷稳燃差、能耗高和NO_(x)排放高的技术难题;锅炉负荷50%时,锅炉热效率最高,达到93.9%,这与燃料预热、预热燃料燃烧温度和燃尽时间有关;预热燃烧器运行温度为800~950℃,预热燃烧器内温度不随锅炉负荷变化,这为锅炉宽负荷稳定燃烧提供了保障;调整锅炉配风方式,实现了预热燃料空间柔和燃烧并达到了超低NO_(x)原始排放,锅炉负荷70%时,炉内零喷氨下NO_(x)排放为47.89 mg/m^(3)。90 t/h煤粉预热燃烧锅炉的成功运行,为煤粉预热燃烧技术的发展和放大应用提供重要支撑。 展开更多
关键词 煤粉预热燃烧锅炉 90 t/h 宽负荷 低NOX排放 性能测试
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中能化工优化粉煤进料程序的探究
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作者 张国华 《氮肥与合成气》 2025年第7期1-2,5,共3页
安徽晋煤中能化工股份有限公司三期航天炉粉煤气化装置采用HT-L粉煤加压气化工艺。介绍了该装置的工艺概述、航天炉进料技术特点,并着重分析了粉煤进料程序中存在的问题,提出了相应的优化方案。优化后的程序提高了自动化程度,消除了原... 安徽晋煤中能化工股份有限公司三期航天炉粉煤气化装置采用HT-L粉煤加压气化工艺。介绍了该装置的工艺概述、航天炉进料技术特点,并着重分析了粉煤进料程序中存在的问题,提出了相应的优化方案。优化后的程序提高了自动化程度,消除了原程序中的缺陷,减少了人为干预,提升了粉煤进料的效率和稳定性,为煤化工行业的可持续发展提供了有力支持。 展开更多
关键词 粉煤加压气化 航天炉 HT-L工艺 粉煤输送 程序优化 自动化
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