高温悬浮态的煤焦燃烧反应动力学研究.pdf

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1、中图分类号：TQl72文献标识码：B文章编号：1007-0389(2010)04--14--04高温悬浮态的煤焦燃烧反应动力学研究赵俊1，肖国先2，李秀秀1(1．苏州大学材料与化学化工学部，江苏苏州215123；2．中国中材国际工程股份有限公司，江苏南京211100)摘要：在高温气固悬浮态试验台上，对无烟煤、烟煤的煤焦燃烧模型进行了研究。在恒温条件下，分别获得A煤(无烟煤)煤焦与B煤(烟煤)煤焦的燃烧曲线，通过传递函数进行修正后的燃尽率与时间的关系曲线与已知的机理函数进行拟合，采用相关性系数选取最佳反应模型。对A煤煤焦与B煤煤焦的模型的动力学参数进行求解并拟合理论燃烧曲线，结果与实验

2、的测定值吻合良好。表明动力学分析结果的可靠性。关键词：煤焦；悬浮态；燃烧；动力学模型StudyonBurningReactionKineticsofCoalCokeinSuspensionZHA0Junl。XIA0Guo—xian2，LIXiu—xiul(I．CollegeofChemistry，ChemicalEngineeringandMaterialScience，SoochowUniversity，Suzhou215123，China；2．SinomaInterna-tionalEngineeringCo．，Ltd．，Nanjin9211100，China)Abstract：

3、ThecoalcokeburningmodelofanthraciteandbitumenitewerestudiedinhiShtemperaturegas—solidsuspensionreactor．ThecombustioncurvesofanthraciteAandbitumeniteBwereobtainedinconstanttemperature．Correlatedcurvesofbumoffrateandtimecorrectedbytransferfunctionwerefittedwithknownmodels．Themostsuitableburningmo

4、delCanbedecidedbythecorrelationcoefficient．ThekineticparametersofanthraciteAandbitumentiteBwerecalculated．ThemodelfittingCurvesareinaccordwiththeexperimentresultstoshowthegoodcredibilityofthemethodforanalyzingthekineticsofpulverizedcoalcokecombustion．Keywords：coalcoke；bum；suspension；kineticmode

5、lO前言薪型干法水泥熟烧成系统的预分解系统设计好坏直接影响到烧成系统的技术性能。分解炉汇集了复杂反应过程，既有燃料燃烧，又有气固相换热和碳酸盐分解，甚至少量的中间矿物的合成反应。分解炉承担着气固两相输送、混合、分散、换热和化学反应的复杂任务，并伴随颗粒粒径、气固流量及温度、压力等复杂的变化；而且这些功能和各种物理化学过程又是彼此相互关联、相互作用和相互制约的。对于性能优良的分解炉，要求分解率高，运行可靠，既要满足生料的分解率、煤粉的燃尽率，又应在污染物的控制和有利后续燃烧等方面具有较好的性能，且需要有良好的抗波动能力。在实际生产过程中，影响分解炉使用功能的因素各不相同。为获得最佳的使

6、用性能，要根据项目采用的具体燃料参数(如烟煤、无烟煤的成分及其相关的燃烧动力学参数)，对分解炉系统进行个性化设计和操作是完全有必要的；然而，要取得影响设计和操作的这些变化的各种物性参数，需要通过相关的实验来得到。如煤的燃烧特性就要在悬浮态燃烧装置上进行试验获得。笔者采用自行开发．．14．．高温气固悬浮态试验台，对烟煤、无烟煤煤焦燃烧的动力学特性进行研究，本文作一总结介绍。1实验条件在自行开发的高温气固悬浮态试验台上进行煤焦燃烧动力学特性研究，装置流程见图l，全系统分三个部分：高温悬浮态高温炉、气体配比混合器和红外线气体分析仪。该高温悬浮态试验台系统特点如下：(1)高温炉是由预热和反应

7、区组成的U型反应管，采用独立智能加热、温控系统，保证人反应器气体温度与反应器温度相同，实现环境为等温状态；(2)反应区由变径的耐高温金属炉管和布风板组成，使粉粒体稳定悬浮在高温反应区内；(3)智能流量检测、控制的多组分配供气系统，使人反应区的气体成分、流量稳定；(4)智能多组分气体分析测量系统；(5)计算机采集数据、处理与分析。实验时，空气或混合气体自u型炉管右侧进气口进入预热区加热后，从左端的布风板上进入反应区，试样样品用微量氮气从上部加料口间歇喂人反应