油页岩干馏残渣与烟煤的混烧试验研究.pdf

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1、第32卷第2期东北电力大学学报Vo1．32．No．22012年4月JournalofNortheastDianliUniversityApr．，2012文章编号：1005—2992(2012)02—0016—05油页岩干馏残渣与烟煤的混烧试验研究孙佰仲，石兴立，黄志荣2，王擎(1东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012；2．大唐电力集团内蒙古分公司，呼和浩特026000)摘要：在流化床燃烧试验台上对桦甸油页岩干馏残渣与鸡西烟煤的混烧特性进行试验研究。重点考察了质量掺混比、二次风率对床层温度与NO等

2、排放浓度的影响。结果表明：随着烟煤掺混比例的增大，炉膛出口温度升高，NO生成量逐渐减少；随二次风率的增加一次风率降低，密相区与稀相区温差增大且NO排放浓度减少，NO排放满足国家标准。关键词：流化床；油页岩干馏残渣；混烧；NO中图分类号：TK16文献标识码：A油页岩(oilshale)是一种富含有机质的沉积岩，类属高矿物质的腐泥煤，为低热值固体化石燃料。油页岩工业利用主要有两大途径，即干馏制取页岩油和燃烧供热发电，其中中国的油页岩制油主要采用抚顺式干馏技术。其生产过程中产生的固体废弃物(称干馏残渣)热值很低，排

3、放量巨大，堆弃占用土地量大。在油页岩加工利用中，干馏产生的页岩半焦的气化及燃烧，是干馏过程中主要的热量来源¨～。因此，对半焦燃烧的研究具有重要的理论和实际意义。目前国内对油页岩干馏残渣与烟煤的混烧试验已有一些报道。孙佰仲等采用热重分析方法研究了油页岩干馏残渣与烟煤的混烧，提出油页岩干馏残渣中掺混烟煤后改善了其着火和燃尽特性。本文采用在自行设计的循环流化床锅炉试验台上进行桦甸油页岩干馏残渣与鸡西烟煤混烧的试验研究。基于烟煤易于燃烧的优点来处理掉干馏残渣，节约能源，减少对环境的危害，对油页岩的综合利用具有重要的意

4、义。l实验样品与实验设备1．1实验样品实验所用油页岩半焦(SC)取自桦甸某油页岩炼油厂，烟煤样品选为鸡西烟煤(C)。由于油页岩炼油厂采用湿式排渣，所以半焦中外在水分很大，制样前先将其在空气中干燥，然后用锤式破碎机破碎到10mm以下，筛分出6mm以下摊平放在通风干燥处，晾置两到三天，去除样品外部水分。其工业分析与元素分析见表1。油页岩干馏残渣与烟煤的混合比例为9：1、8：2、7：3。表1油页岩干馏残渣和烟煤工业分析与元素分析收稿日期：2011—12—02作者简介：孙佰仲(1973一)，男，黑龙江省九江市人，东北

5、电力大学能源与动力工程学院副教授，博士，主要研究方向：油页岩资源的开发和利用、中小型工业锅炉的改造以及生物质能源的研究等．第2期孙佰仲等：油页岩干馏残渣与烟煤的混烧试验研究171．2实验设备实验是在自行设计的循环流化床实验台上进行的，实验系统图见图1。该实验台燃烧室净高度9m，采用热风点火。试验台有较完备的测点取样系统，包括温度测点、压力测点、颗粒取样点、烟气取样点。其中温度测点共有15个，分别布置在风室、燃烧室、尾部烟道、返料系统；压力测点20个，分布在试验台各个部分；颗粒取样点6个，包括：底渣取样点1个，

6、燃烧室取样点2个，炉膛出口取样点1个，尾部飞灰取样点1个；烟气取样点5个，包括：燃烧室取样点3个，炉膛出口取样点1个和尾部烟气取样点1个。采用34970A数据采集仪、MRU95／3CD1—送风机；2一给煤机；3一炉膛；4一旋风分离器烟气取样分析仪、wJ一908烟尘取样器等。5-L阀；6一布袋除尘器；7一引风机；8—烟囱图1流化床实验台系统图2实验结果与分析实验主要从掺混比例与一二次风率来研究油页岩干馏残渣与烟煤的混烧特性。试验工况由工况一到工况九分别为掺混比r为R1(9：1)、R2(8：2)、R3(7：3)，

7、一次风率分别为80％、66．7％、50％情况下进行实验。2．1沿炉膛高度温度分布情况将试验燃料按发热量的从低到高排序为：R1、R2、R3。图2给出了试验台燃烧不同燃料时，沿炉膛高度的温度分布。从图中可以看到燃烧不同燃料时，其温度分布规律相同。在密相区内温度基本在800o【=以上，炉膛出口温度在550～750℃之间，基本图2沿炉膛高度温度变化符合实际流化床锅炉运行情况。在沿炉膛高1—2m范围内温度降低，是由于二次冷风的送入及循环物料的返回使温度开始下降，在二次风送入以上的一段区域炉内由于氧气的补充，与燃料颗粒的

8、混合使燃烧加剧从而使温度有所升高。2．2一次风率对燃烧室温度场的影响由图3、图4、图5可看出在、三种不同掺混比试验燃料一次风率a对温度场的影响。从图中可看出，在试验范围内，对于不同掺混比的燃料，随一次风率增大，密相区温度降低，密相区与稀相区温差减小，温度更趋于均匀。从图中还反映出，对于烟煤含量越高时稀相区温度相对升高，这是由于燃料发热量变大随一次风带入稀相区的热量增多。18东北电力大学学报第32卷O