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研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统


技术摘要:
一种研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统,它涉及一种中试系统。本发明为了解决现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃烧特性以及NOx的水平的问题。本发明的制粉系统(B)安装在锅炉本体(A)的煤粉喷入端,供风系统(C)安装在锅炉本体(A)的进风侧,  全部
背景技术:
现阶段90%半焦主要用于生产硅铁、电石,而随着应用市场份额缩减,导致半焦产 量严重过剩。近些年有专家学者提出将半焦与煤混合送入锅炉燃烧,目前,多数研究是基于 热重分析仪(TGA)来探讨半焦与煤的混合燃烧特性,主要存在以下三点不足:(1)试验样品 处于固定状态,与锅炉内反应物颗粒的高速流动状态完全不同;(2)试验样品处于堆积状 态,颗粒之间互相遮盖,影响颗粒表面的吸热,与炉内反应物颗粒悬浮、充分吸收热量的状 态差别较大;(3)TGA设备升温速率一般小于50K/min,远小于锅炉内反应物燃烧时104K/S的 升温速率,与真实反应情况不符。另外,部分学者采用小型反应器模拟半焦与煤的混合燃烧 特性,与实际炉膛相比,反应器燃烧空间狭小,主要存在以下问题:(1)反应器内的空气动力 场和颗粒换热与真实情况存在差异;(2)NOx生成与真实情况存在差异。 综上所述,现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃烧特性以及NOx 的水平。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃 烧特性以及NOx的水平的问题。进而提供一种用于研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排 放的中试系统。 本发明的技术方案是:一种研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系 统包括锅炉本体,它还包括制粉系统、供风系统、冷却水系统、污染物脱除系统、飞灰取样装 置和烟气分析装置,制粉系统安装在锅炉本体的煤粉喷入端,供风系统安装在锅炉本体的 进风侧,冷却水系统与锅炉本体连接,污染物脱除系统与锅炉本体的尾部烟道连接,飞灰取 样装置和烟气分析装置与锅炉本体的尾部烟道连接。 进一步地,锅炉本体包括炉体、燃烧器、绝热模块、水冷模块、水平连接段、二次风 空预器、一次风空预器、高温省煤器、低温省煤器和尾部烟道,炉体的上端由下至上依次安 装有燃烧器、绝热模块和水冷模块,二次风空预器、一次风空预器、高温省煤器、低温省煤器 和尾部烟道由上至下依次安装,水冷模块与二次风空预器之间通过水平连接段连接。 进一步地,制粉系统包括原煤粉仓、烘干滚筒、磨煤机、旋风分离器、回料风机、粉 仓和螺旋给料机,原煤粉仓安装在烘干滚筒的输入端,并为烘干滚筒供料,烘干滚筒的输出 端与磨煤机连接,磨煤机与旋风分离器连接,回料风机分别与磨煤机和旋风分离器连接,粉 仓与旋风分离器连接,粉仓与燃烧器之间通过螺旋给料机连接。 进一步地,供风系统包括二次风机和一次风机,二次风机与二次风空预器连接,一 次风机与一次风空预器,二次风机位于一次风机的上方。 3 CN 111595998 A 说 明 书 2/4 页 进一步地,冷却水系统包括冷却塔和循环水泵,冷却塔与循环水泵连接,且冷却塔 和循环水泵与锅炉本体的受热面连接。 进一步地,污染物脱除系统包括除尘器、风机、烟囱、浆液泵和脱硫塔,除尘器、风 机、烟囱、浆液泵和脱硫塔依次连接,除尘器与尾部烟道的出烟口连接。 优选地,除尘器为布袋除尘器。 本发明与现有技术相比具有以下效果: 本发明的中试系统具有TGA设备或小型试验台无法比拟的优势: 第一,该试验系统配套齐全,功能完善,能够针对混合燃料从制粉到污染物排放进 行全生命周期模拟试验。 第二,试验台本体炉膛横截面为2m×2m,高度为18m,燃料在炉内能够充分混合燃 烧;炉内布置多级受热面,能够真实反应燃烧时炉内的换热情况。 第三,一次风、二次风、燃尽风均设有电动控制阀门,可精确控制供给风量,与实际 锅炉的风量配比一致。 第四,一次风携带混合燃料进入炉内与二次风充分混合并迅速燃烧,煤粉升温速 率可达104K/S,与实际情况一致。 第五,试验系统采用模块结构,各模块均设置多个取样测点,能够对不同阶段的温 度、气氛和燃烧产物进行取样分析。 第六,试验台布置有几百个温度、压力测点及红外成像火焰电视,海量数据传输至 主控室,通过DCS对试验全程控制,为电厂实际燃烧调整提供参考依据。 因此,使用本发明能够获得半焦与煤粉的混合燃烧特性以及NOx生成特性,试验结 果与实际情况相吻合,该发明结果能够指导半焦与煤混合燃烧技术的开发以及相关燃烧设 备的研制工作。 附图说明 图1是本发明的整体结构示意图。
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