高含碳飞灰泥与煤水混合物流化床结团燃烧试验研究

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1、研究论文高含碳飞灰泥与煤水混合物流化床结团燃烧试验研究刘渊源，金余其，池!涌，温俊明，岑可法，严建华（浙江大学，浙江杭州!$%##"(）［摘!要］!通过高含碳飞灰泥与煤水混合物在小型电加热流化床锅炉中的燃烧试验，研究了水分含量、煤的混合比例、床温、停留时间等因素对飞灰泥与煤水混合物结团特性的影响，并考察了流化床结团燃烧效果。试验结果表明，高含碳飞灰泥与煤水混合后在流化床的结团燃烧可有效地降低飞灰中的含碳量，为未燃尽飞灰的资源化利用提出了一条切实可行的途径。［关键词］!流化床；飞灰；含碳量；结团燃烧［中图分类号］)((!!!［文献标识码］*!!!［文章

2、编号］%##"$$+&（"##$）%%##%,#$［&］!!粉煤灰又称飞灰，是一种颗粒非常细以致能在空用方面取得了显著的成果。考虑到飞灰泥的难燃气中流动并能被特殊设备收集的粉状物质，是我国目性、易飞散及低粘结性等特点，将飞灰泥与煤加水混合前排放量最大的燃煤副产品之一，也是利用程度和利后在流化床炉中进行结团燃烧试验，研究水分含量、混［%］用水平最高的工业废渣之一。中国、美国和加拿大合比例、床温、停留时间等因素对飞灰泥与煤水混合物等国还在标准中对粉煤灰进行了分级，以便适用于不结团特性的影响，并考察飞灰泥与煤水混合结团燃烧同的用途。但总的来看，只有降低粉煤

3、灰的含碳量，才效果。能有效地提高粉煤灰的等级，从而保证粉煤灰产品的［"］质量，为粉煤灰的综合利用开辟更广阔的市场。目!"试验方法及燃料前我国很多企业锅炉的燃烧效率较低，固体未燃烧损失严重，所产生的飞灰中含碳量较高，严重影响了飞灰试验是在一内径为!M的小型电加热流化床的回收利用。以山西某化工厂为例，该厂现有%台$-上进行的（图%），流化床内部为一根内径M、高度./0循环流化床锅炉，&台"-./0循环流化床锅炉，"台-##77的螺纹陶瓷管，功率"58的电热丝缠绕在陶%#./0链条炉。因现有锅炉燃烧效率欠佳，水膜除尘瓷管上（主要集中于密相区）；

4、布风板为孔径约-##7器下飞灰含碳量（干燥基）高达$-1，经沉淀每天产生的不锈钢网；陶瓷管外设置石棉保温层，以减少散热损飞灰泥（全水分约
，净热值约为+2%’34/56，相当失并保证试验的安全；床层内装有9型热电偶测量床于劣质煤的热值）%##.。由于缺乏有效的方法，只好全温，超温时通过温控仪):;可使电源自动跳闸；加热部倾倒在荒沟之中，不仅造成了能源的浪费，也导致了功率由变压器调节。送风系统由%台离心风机和转子环境的污染。流量计组成，气体流量由调节阀控制。选取石英砂作凝聚结团现象是煤水混合物在流化床燃烧过程中为床料，其平均粒径为#2"((77，最

5、小流化风速的一个特殊现象，也是煤水混合物流化床燃烧取得高#2$"$7/<。［$］效率的基础，利用凝聚结团原理浙江大学在煤泥的利对于煤水混合物，倪明江等人曾引入破碎指数收稿日期：!"##$#&"%作者简介：!刘渊源（%’(%），工程师，浙江大学在读硕士研究生。!!!"!!热万方数据力发电·"##$（%%）研究论文量的水，制成试样，投入试验装置中焚烧，研究其结团强度。本试验分别研究了水分含量、煤的混合比例（指煤和飞灰泥的相对比例，不考虑加水的量）、床温、停留时间等参数对凝聚团抗压强度的影响，并考察了飞灰泥和煤流化床结团燃烧效率。#=!"影响结团特性的因素

6、!=$=$%水分混合物所含水分（此处指的是混合物中的总水分）对其凝聚团强度有重要影响。图!给出了不同比例煤与飞灰泥混合物凝聚团的抗压强度与水分的关图$%小型电加热流化床试验系统系，每一比例都存在一最佳水分范围，这与浙江大学以!&，均匀性指数!’以及抗压强度"(来描述煤水混合往对不同水分煤泥的抗压强度研究结果一致。这是因物在流化床中的结团特性，相比之下，抗压强度"(似为飞灰泥与煤不加水混合根本无结团特性可言，因此乎更本质地反映了支配煤水混合物在凝聚结团中所表在外加水分为零和适量水分使结团特性较好之间必然现的燃料的某些特性。抗压强度定义为混合物凝聚团存在

7、一个因水分太少而结团不够理想的过渡阶段，而当在被压破裂时所能达到的最高压力。为了测定颗粒的飞灰泥与煤水混合物水分过高时，形成的凝聚团将因大结团强度，本试验的试样统一制成直径为$!))、高为量水分蒸发造成的较高空隙度而呈现较低的抗压强度。*))的圆柱，试验时迅速从流化床顶部给入，经一定时间后，连同床料迅速倒出，取出颗粒（如分裂成数颗则取最大的一颗），在台秤（台秤最大称重为#"+,，精确到$",）上进行抗压试验。在试验中，使用统一的铁棒，慢慢地增大压力，以破碎前可达到的最大读数作为颗粒的抗压强度值。试验采用的煤和飞灰泥均来自山西某化工厂，其元素和工业分析

8、数据见表$。本试验所用数据如未说明，都以收到基为基准。表!"煤和飞灰泥的分析数据图!%抗压强度与总水分含量的