分解炉内煤的燃尽特性研究
分解炉内燃料的燃烧
分解炉内燃料的燃烧当煤粉进入分解炉后，悬游于气流中，经预热、分解、燃烧发出光和热，形成一个个小火星，无数的煤粉颗粒便形成无数的迅速燃烧的小火焰。
这些小火焰浮游布满炉内，从整体看，看不见一定轮廓的有形火焰。
所以分解炉中煤粉的燃烧并非一般意义的无焰燃烧，而是充满全炉的无数小火焰组成的燃烧反应。
有人把分解炉内的燃烧称为辉焰燃烧，这主要指分解炉内将料粉或煤粉均匀分散于高温气流中，使粉料颗粒受热达一定温度后，固体颗粒发出光、热辐射而呈辉焰。
但并不能看到有形的火焰而只见满炉发光。
分解炉内无焰燃烧的优点是燃料均匀分散，能充分利用燃烧空间，不易形成局部高温。
燃烧速度较快，发热能力较强。
由于分解炉内的煤粉为无焰燃烧，不会形成高温集中的"火焰"，因而煤只能靠迅速分散与炉内气流密切接触，得到所需的氧气和着火的温度，才能较好地着火和燃烧。
因此煤粉分散性不好或在炉内分布不均是导致煤不能着火或仅部分着火的主要因素。
2.5分解炉内的温度分布煤粉喷燃温度可达1500~1800℃左右，分解炉内气流温度之所以能保持在800~900℃之间，主要是因为燃料与物料混合悬浮在一起，燃料燃烧放出的热量，立即被料粉分解所吸收，当燃烧快，放热快时，分解也快;相反，燃烧慢，分解也慢。
所以分解反应抑制了燃烧温度的提高，而将炉内温度限制在略高于CaCO3平衡分解温度20~50℃的范围。
图3-43所示为分解炉内的等温曲线。
由图可得以下结论。
①分解炉的轴向及平面温度都比较均匀。
②炉内纵向温度由下而上逐渐升高，但变化幅度不大。
③炉的中心温度较高，边缘温度较低。
主要是炉壁散热、中心料粉稀、边缘浓所致。
2.6分解炉内的燃烧速度分解炉内的燃烧速度，影响着分解炉的发热能力和炉内的温度，从而影响物料的分解率。
燃烧速度快，放热多，炉内温度就高，分解速度将加快。
反之，分解率将降低。
因此加快燃料燃烧的速度，是提高分解炉效能的一个重要问题。
分解炉内的燃烧温度通常在860~950℃，燃烧过程的性质处于低温化学动力学控制范围与高温扩散控制范围的交界，因此，影响这两种过程的影响因素，均对分解炉内的燃烧速度有重要影响。
水泥工业中煤的燃烧特性评价方法
摘要水泥工业中煤的燃烧行为比较复杂，传统的工业分析评价方法已不能适用。
本文通过六十余种烟煤、无烟煤等的热分析试验，从应用的角度、结合水泥工业分解炉炉型的特点，提出了燃烧烈度（I）、放热强度（Q）、燃烧特性指数（S）等三个评价指标。
试验结果表明：评价一种煤的燃烧性能，要综合考虑燃烧烈度I、放热强度Q、燃烧特性指数S三个指标的大小，只有燃烧特性指数S较高，烈度I不高，平均放热强度Q较大的煤，其综合燃烧性能堪称是较好的。
对烟煤和无烟煤，在评价这些参数的时候本文还给出了量化指标。
这种评价方法对分解炉的设计具有一定的指导意义。
关键词煤粉燃烧烈度放热强度燃烧特性指数分解炉1 引言在新型干法水泥生产过程中，分解炉内发生着煤粉燃烧和碳酸盐的分解反应，煤粉燃烧放热，碳酸盐吸热分解。
煤粉的燃烧状况影响着分解炉的发热能力和水泥窑的熟料产量。
当今由于能源日益紧缩，无烟煤、低挥发分煤的应用在水泥行业也愈加广泛，这些煤在分解炉内的燃烧行为与烟煤有很大的不同，给设计和操作带来了许多问题，分解炉内易结皮堵塞。
此外，煤燃烧不完全还会引起回转窑内高温带提前而造成结圈、结蛋等问题，这些问题的解决首先依赖于对煤的燃烧特性的认识和评价。
国内有不少学者对煤的燃烧特性进行了研究，如同济大学的缪岩在煤的工业分析的基础上提出了煤燃烧特性参数ZM【1】；南京电力高等专科学校的叶江明提出了煤燃烧特性的模糊综合评判模型【2】。
国外利用TG-DSC （热重－差示扫描量热法）研究煤的燃烧特性的较多，主要是对煤的燃烧行为进行研究：如西班牙的A•Arenillas，F•Rubiera用TG/DTA法研究了不同种类煤混合后的燃烧现象【3】；美国肯塔基州的Yong Chen，Shigekatsu Mori等人用TG/DTA研究了不同种类的诸如烟煤、无烟煤、褐煤等粒径在37～4000µm的煤颗粒的燃烧机理【4】；西班牙的Jose J•Pis，G. de la Puente等人用DTA方法研究了洗煤和已氧化煤的燃烧放热过程【5】【6】。
分解炉中煤粉燃尽特性的试验研究及评价
社 ，1975 ：81-87. [7] 郭 勇,邓 君 安,苏 慕 珍,等.铁 铝 酸 盐 水 泥 中 铁 相 形 成 机 理 的 研 究 [J]. 硅 酸 盐 学 报 ，1988,16(6):481-488. [8] 沈 威,黄 文 熙,闵 盘 荣.水 泥 工 艺 学[M].武 汉:武 汉 工 业 大 学 出 版 社,1991. [9] 崔 素 萍 ，兰 明 章 ，张 江 ，等.废 弃 物 中 重 金 属 元 素 在 水 泥 熟 料 形 成 过 程 中 的 作 用 及 其 固 化 机 理 [J]. 硅 酸 盐 学 报 ，2004,32(10):1264-1270.
盖好，放入恒温（900℃）的马弗炉中，保持 10min。 将 制 得 的 煤 焦 筛 分 ， 用 较 宽 筛 分 的 颗 粒 （100~200μm） 模 拟整个煤粉群，进气流速为 0.3m3/h。
2 结果与讨论
2.1 挥发分含量对煤粉燃尽特性的影响 图 2 是不同煤质的燃尽度与燃尽时间的关系。 由燃尽度与燃尽时间的关系曲线可知，达相同燃
响较大。 图 4 是 O2 含量为 17%、 温 度 为 854℃、905℃和
952℃时， 常规的烟煤 1 和挥发分较低的无烟煤 2 的 燃尽度与燃尽时间的关系。 由图 4 可见，温度的增加 对提高煤粉的燃烧效果很好。 但对烟煤来讲，温度增 加到一定程度后其影响就较小了，这与烟煤的结构较 疏松有较大的关系；而无烟煤由于结构较致密，温度 的增加有利于提高其燃烧效果。 因此在进行分解炉开 发设计时，在保证安全操作的前提下，应尽可能提高 分 解 炉 中 的 操 作 温 度 ，必 要 时 可 提 高 煤 粉 的 细 度 [13-16]。
状态；试验完毕后停止通气，反应残余物从反应器下 端卸出。 与反应器出口相连的气体分析仪(MRU vario plus)可对反应产物 CO2 浓度进行在线检测，其结果输 送到计算机进行数据采集，通过不同时间燃烧产生的 CO2 计算出相应的燃尽时间。
高炉内燃烧特性与优化技术研究
高炉内燃烧特性与优化技术研究高炉是炼钢的重要设备，通过高温燃烧反应将矿石还原为金属，同时也会产生大量的废气、废渣等。
因此，了解高炉内燃烧的特性，并进行优化技术研究，对于提高炼钢的效率、降低环境污染具有重要意义。
一、高炉内燃烧的特性高炉内燃烧反应主要包括煤气化反应和还原反应。
首先是煤气化反应，即将煤转化为可燃气体，主要产生一氧化碳和氢气。
然后是还原反应，将矿石中的金属氧化物还原为金属，主要依靠一氧化碳还原。
在高炉内，燃烧物料首先经过下料口进入料柱，在料柱中逐渐升温，煤发生气化反应，产生一氧化碳和氢气。
这些气体向上流动，经过熔融的矿石，产生还原反应。
在高炉顶部，燃烧产生的废气经过除尘处理后，被排放到大气中。
高炉内燃烧的特性与许多因素相关，包括燃料种类、燃料/矿石配比、风量、炉温等。
燃料种类决定了煤气中一氧化碳、氢气等成分的含量，对于还原反应影响较大；燃料/矿石配比是指燃料和矿石的比例，其合适性会影响还原反应的效率；风量和炉温则直接影响高炉内反应的进行。
二、高炉内燃烧的优化技术研究1. 热解技术热解技术是指通过高温处理煤，将煤转化为可燃气体。
这种方法可以提高气化效率，减少固体产物的产生，从而降低高炉的燃料成本。
同时，热解气的产生可以作为高炉喷吹的主要煤气，进一步提高高炉的运行效率。
2. 氧炼技术氧炼技术是指采用高浓度氧气替代空气作为气化气的供应源，以提高高炉内气氧浓度，增加还原反应速率，改善还原反应条件，从而提高高炉冶炼效率。
这种技术可以降低熔化矿物质的温度，减少炉外渣的产生，同时也可以减少废气的排放，降低环境污染。
3. 氢氧化技术氢氧化技术是指将水蒸气和氧气注入高炉内，产生高温高压下的燃烧反应。
这种技术可以增强一氧化碳的产生，从而促进还原反应，提高高炉的冶炼效率。
4. 预还原技术预还原技术是指通过向矿石中添加还原剂（如焦炭），使矿石在高炉炉顶前实现部分还原。
这种技术可以促进还原反应的进行，提高高炉冶炼效率，同时减少废气和温室气体的排放。
O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告
O2CO2气氛下煤粉燃烧特性及性能研究的开题报告
研究背景：
煤炭是人类主要的能源资源之一，但其燃烧排放的二氧化碳、氮氧
化物和颗粒物等大气污染物严重危害人类健康和环境质量。
为解决这一
问题，煤粉燃烧技术被广泛应用，但其燃烧过程中仍然存在着许多问题，如煤粉燃烧稳定性不佳、NOx排放量高等。
相比之下，采用O2/CO2混
合气体替代空气作为煤粉燃烧气氛，可以显著提高煤粉燃烧稳定性、降
低NOx排放和CO2排放，具有广阔的应用前景。
研究内容与方法：
本研究将在高温炉内对O2/CO2气氛下的煤粉燃烧进行实验研究，
重点关注以下几个方面：(1) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性研究；
(2) O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理研究；(3) 研究不同气氛下
煤粉燃烧的稳定性和热效率，并与传统空气气氛燃烧进行对比分析。
研究意义：
通过对O2/CO2气氛下煤粉燃烧的特性和性能研究，可以为提高煤
粉燃烧效率、降低大气污染物排放、减少化石能源消耗做出贡献。
同时，研究结果对于煤粉燃烧工业的应用和改进具有重要指导意义。
研究预期成果：
(1) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的热力学特性，为煤粉燃烧工艺的优化提供了依据；(2) 揭示了O2/CO2气氛下煤粉燃烧的NOx生成机理，为煤粉燃烧过程中大气污染物的控制提供了理论指导；(3) 对比分析了不同气氛下煤粉燃烧的性能，为实现煤粉燃烧技术的可持续发展提供了技
术支持。
分解炉内不同CO2体积分数下的煤粉及煤焦还原NO特性
摘
要 ：利用高温气 悬浮 实验 台对水泥行业 中两种典 型煤 粉及一种煤焦在不 同 Ｃ ２ Ｏ 体积分数的气氛下埘 ＮＯ 的还
．
原特性进行了实验研 究 ，并考察 了添加生料 、石灰百及生料 分解产物对煤焦及煤粉还原 ＮＯ 的影响特性 表明 ，气氛中 Ｃ ２ Ｏ 体积分数升高 ，煤焦及煤 粉对 Ｎ 的还 原速率均增大 Ｏ
ｍｅ ｌ １ ｓｏ ｅａ ｄｔ ｅｐ ｏ ｕ ｔｏ ｆｒｗ ａ ｅ ｏ ｏ ｉｏ ｅ ｏ ｅ ａ ｅ ｔ ｈ ｃ ｅ ｓ ｆＣＯ，ｃ ｃｅ ｔ ａ— ａ ， ｍｅ ｔ ｎ ｎ ｈ ｒ ｄ ｃｉｎ ｏ Ｉ ａ ｍｅ ｌ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎｂ ｃ ｍ ｓｗｅ ｋ ｒｗｉ ｔｅｉ ｒ ａ ｅ０ ｄ ｉ ｈ ｎ ｏｎ ｎ ｒ
吕 刚 ，陆继东 １ ，刘智 湘 ，薛锦添 ，谢 新华 ， ２
，
曾 阔 ，胡芝娟
，
（． 中科技大学煤燃烧 家重点文验事 ，武汉 ４ ０ ７ ： １华 ３ ０ ４
２ ．华南理 １ 大学电力学 院 ，广州 ５０ ４ ；３ １６ ０ ．天津水 泥设 计研究院有限公司
天津 ３００） ０ ４ ０
Ｌ ｎ Ｕ Ｊ ｄ ｎ ＬＵ Ｚ ｉ ｉ ｇ ＸＵＥ Ｊｎ－ｉ ｎ ＸＩ ｎ＿ ｕ ０ Ｇａ ｇ ，Ｌ ｉ ｏ ｇ一， Ｉ ｈ— ａ － ｘ ｎ ｉ ｔａ ， Ｅ Ｘｉ ｈ ａ１
，
．
Ｚ ＮＧ Ｋ ｏ ，ＨＵ Ｚ ｉｕ ｎ Ｅ ｕ ｈ￣ ａ
（ ・ ｔｔ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆ ａ Ｃｏ ｕ ｔ ｎ Ｈｕａ ｏ ｖｅ ｓｔ ｆＳ ｅ ｃ ｎｄＴｅ ｈｎ ｏ １ ｓ ａｅＫｅ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ Ｃｏ ｌ ｍｂ ｓｉ ｏ ｚｈ ｎｇ Ｕｎｉ ｒｉｙ ｏ ｃｉｎ ｅａ ｃ ｏｌｇｙ Ｗ ｕｈ ｎ ４３ ７ ａ ００ ４，Ｃｈ ｎ ｉ ａ；
第10章 分解炉热工特性
• 2.分解炉内传热公式
Q Ft
• 3.对流及辐射综合传热系数
1
1
g
dp
2
0.6
Cpg g
3
d p0g g
2
• 二、悬浮态传热高效率的关键
传热面积比：1:900:16000
第三节 分解炉内气体的运动
• 一、对气体运动的要求
• 1)适当的速度分布； • 2)适当的回流及紊流； • 3)较大的物料浮送能力； • 4)较小的流体阻力。
• 称无焰燃烧或辉焰燃烧。
• 分解炉内无焰燃烧的优点是燃料均匀分散，能充分 利用燃烧空间而不易形成局部高温，放热与吸热相 适应，既有利于向物料传热，又有利于抑制炉温的 过热。
二、分解炉内的温度及温度分布
• (1)分解炉的轴向及平 面温度都比较均匀。
• (2)炉内纵向温度由下 而上逐渐升高，但变化 幅度不大。
• 一次风量较小、风速较低。三次风速大且作旋回运 动，所以燃料与一次风不仅不能形成流股，而且瞬 间即被高速旋转的气流冲击混合，使燃料颗粒悬浮 分散于气流中物料颗粒间，各自独立进行燃烧，无 法形成有形的火焰。
• 当煤粉颗粒进入分解炉后，浮游于气流中，经预热 分解、燃烧发出光和热，形成一个个小火星，无数 的煤粉颗粒便形成无数的迅速燃烧的小火焰。这些 小火焰浮游满布于炉内，从整体上看不见一定轮廓 的有形火焰。
• 四、分解炉的容积热负荷与生产强度 • 1.分解炉的容积热负荷
qv
Q V
• 2.分解炉的生产强度
• 分解炉的生产强度可用单位时间单位容积所处理的 生料量以及生料分解率两个指标来表达。也可用额 定分解率的标准生相处理量来表示。
• 一般旋风型(SF)分解护的容积生产强度(分解率85
用热分析法研究煤的热分解特性
用热分析法研究煤的热分解特性徐建国魏兆龙【摘要】采用热分析法对煤热分解特性进行了大量试验研究，探讨了影响煤热解的因素，研究了混煤的热解特性，提出了反映煤热解特性的煤热解产物释放特性指数r，并用热解反应动力学方程研究煤的热解过程。
【关键词】热分析法热解微机热天平To Study Pyrolysis Characteristics of Coals Using Thermal AnalysisMethodAbstract A great deal of testing and studying works on coalthermolysis using thermal analysis method were carried out, the factors affecting coal pyrolysis were approached, the pyrolysis of mixed coal was studied, the releasing characteristics index r coal pyrolysis products reflecting coal pyrolysis characteristics was proposed, and the coal pyrolysis process was studied using pyrolysis reaction dynamics equation.Key words thermal analysis method pyrolysis computerized thermal scale(balance)表1 新密煤和义马烟煤以及它们的混煤的煤质分析数据注：用混73煤、混55煤、混37煤，分别代表新密煤和义马煤按7∶3、5∶5、3∶7的比例配成的混煤。
煤的热分解简称煤热解。
由于煤的热解过程非常复杂，因此，到目前为止有关煤的热解数据还很少。
分解炉内CO_2含量对燃煤NO释放特性的影响
Al2O3+TiO2 3.14
表 2 水泥生料成分 Table 2 Chemical composition of cement raw meal
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
2.08
43.60
1.34
0.52
0.05
0.20
Cl 0.009
w/%
Ignition loss 36.37
1.2 台 架 实验台架(见图 1)由供气装置、炉体和烟气检测
CAI Lüqing1，LU Jidong1，LÜ Gang2 (1. Power Electric College, South China University of Technology, Guangzhou 510640; 2. State Key Laboratory of
Coal Combustion, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)
Key words: precalciner; carbon dioxide; coal combustion; nitric oxide
新型干法水泥生产中的氮氧化物主要由两部分 组成：分解炉内煤粉燃烧过程中形成的燃料型 NO 和回转窑内高温下形成的热力型 NO，[1] 分解炉是降 低水泥工业中 NO 的主要设备。分解炉内煤粉属于低 温无焰燃烧，煤粉燃烧放出热量的同时还伴随着水泥 生料的分解。炉内温度约为 850～950 ℃，煤粉在此 温度下燃烧主要产生燃料型 NO，包括挥发分 N 氧化 生成的挥发分 NO 和煤焦 N 氧化生成的焦炭 NO。[2]
蔡吕清 1，陆继东 1，吕 刚 2
分解炉内煤粉悬浮燃烧特性及动力学参数的实验研究
温 度 、 气 氛 及 升 温 速 率 对 煤 粉 燃 烧 反 应 的 影 响 ，并 通 过 计 算 得 到 煤 粉 燃 烧 的 反 应 动 力 学 参 数 。 结 果 表 明 ： 煤粉在 ７ ５ ％ ０２ 、２ ５ ％ ＣＯ２ 气 氛 下 的 活化 能 为 １ ６ ． ５ ５ ３ ｋ Ｊ ／ ｍｏ ｌ ， 比 ＣＯ２ 气 氛 下 的 活 化 能 低 ，说 明 在 ７ ５ ％０ ： 、
始转 向利 用劣 质 燃料 ＿ １ １ 。 在 水 泥 生 产 中 ，频 繁 使 用 以 高 灰 分 煤 为 代 表 的 劣 质 煤 会 对 生 产 带 来 很 多不 利 影 响 ，如 熟 料煅 烧 不 充 分 、窑 系 统 工 况 不 稳 定 及 能 耗 较 高 等 问 题 。 而 在 分 解 炉 内 ，影 响 煤 粉 燃
烧影响。
分 解 炉 的 煤 粉 仓 ， 煤 粉 的 粒 度 分 布 及 密 度 、煤 的 元 素分 析 和工 业 分 析结 果 见表 ２ ～ 表 ３。 密 度 测 定 采 用 比 重 瓶 法 ，粒 度 分 布 测 定 采 用 南 京 工 业 大 学 的 ＮＳ ＫＣ一１型 光 透 式 粒 度 分 析 仪 。 实 验 采 用 德 国 Ｎｅ ｔ ｚ ｓ ｅ ｈ公 司 生 产 的 ＮＥ Ｔ Ｚ Ｓ ＣＨ Ｓ Ｔ Ａ
Ｄ ， ｕ ｍ １ ～１ ０ １ ０ ～ ２ ０ ２ ０ — ３ ０ ３ ０ ～ ４ ０ ４ ０ — ５ ０ ５ ０ ～ ６ ０ ６ ０ － ７ ０ ７ ０ ～ ８ ０＞ ８ ０ ｐ ／ （ ｋ ｇ ‘ｍ。）
ｗ ／ ％ ５ ６ ． ８ ７ １ ９ ． ９ １ ９ ． ９ ５ ． ３ ９ ３ ． ０ ９ １ ． ８ ２ １ ． １ １ ０ ． ６ ８ １ ． ２ ３ ３ ０ １ ４
材料工程技术专业《分解炉的热工性能》
分解炉的热工性能分解炉生产工艺对热工条件的要求如下。
①炉内气流温度不宜超过950°C,以防系统产生结皮、堵塞。
②燃烧速度要快，以保证供应碳酸盐分解所需要的大量的热量。
③保持窑炉系统较高的热效率和生产效率。
〔一〕分解炉内燃料的燃烧1、无焰燃烧与辉焰燃烧当煤粉进入分解炉后,悬游于气流中,经预热、分解、燃烧发出光和热,形成一个个小火星,无数的煤粉颗粒便形成无数的迅速燃烧的小火焰。
这些小火焰浮游布满炉内,从整体看,看不见一定轮廓的有形火焰。
所以分解炉中煤粉的燃烧并非一般意义的无焰燃烧,而是充满全炉的无数小火焰组成的燃烧反响。
有人把分解炉内的燃烧称为辉焰燃烧,这主要指分解炉内将料粉或煤粉均匀分散于高温气流中,使粉料颗粒受热达一定温度后,固体颗粒发出光、热辐射而呈辉焰。
但并不能看到有形的火焰而只见满炉发光。
分解炉内无焰燃烧的优点是燃料均匀分散,能充分利用燃烧空间,不易形成局部高温。
燃烧速度较快,发热能力较强。
燃烧大致有两种动力学机制。
〔1〕以化学反响控制的机制,其燃烧特点如下。
①燃烧与温度的关系，提高温度可大大提高反响速度。
燃烧速率与温度成指数关系。
②炭粒燃尽时间T与其初始直径成正比。
〔2〕以氧气向煤粒外表扩散控制的机制，特点如下。
①燃烧受温度的影响较小。
②炭粒燃尽时间与其初始直径的平方成正比。
③燃烧与气流流速和湍流度密切相关。
通常煤燃烧在低温下受化学反响控制，在高温下受扩散控制，大约在1000°C左右时发生转变。
2、煤粉的着火着火就是煤的燃烧速率大于系统散热速率时的状态，而煤的着火点也就是导致燃烧速率大于散热速率时的分界点的温度值。
因而煤的着火点并不是一个固有的物理性质常数，它与具体系统的散热条件有关，不同的散热特性方程将有不同的着火点。
在无CaCO3的条件下，一般燃烧炉中气流温度非恒温，而是随燃烧而变化。
在这种条件下，煤的着火点可下降。
这是因为分解炉炉体向周围环境的散热较燃烧的放热可忽略不计，而CaCO3分解吸热很大，往往超过煤的放热速率。
分解炉内的燃烧特点
分解炉内的燃烧特点(转)
当煤粉进入分解炉内，悬浮于气流中，经预热，分解，燃烧发出光和热，形成一个个小火星，这些小火星悬浮布满炉内，从整体看，看不见一定轮廓的有形火焰，而是充满全炉的无数小火星组成的燃烧反应。
在整个分解炉中料粉和煤粉撒布与高温的燃烧气流中，使物料颗粒受热达到一定温度后，固体颗粒也会发光，燃料燃烧发光参与其中，使整个炉体中不存在有形火焰，而且满炉发光，即辉焰燃烧。
一般煤粉喷燃温度可达1500°c—1700°c，而分解炉内气流温度只有800°c—900°c，这是因为燃料与物料是以悬浮状态混合在一起的，燃料燃烧放出的热量立即被物料所吸收，当燃料燃烧快放热快时，分解也就快；当燃烧慢时，则放热也慢。
所以分解反应抑制了燃烧温度的提高。
分解炉内的燃烧速度直接影响分解炉的发热能力和炉内的温度，从而影响物料的分解率。
燃烧速度快，放热快，分解速度加快。
反之，分解率将降低。
因此加快燃料燃烧速度是提高分解炉生产效能的一个重要手段。
分解炉内主要是以对流传热为主，其次就是辐射传热。
在一般分解炉中，当分解炉温度（分解温度）为820—900℃时，物料分解率为85%—95%，需要分解时间平均为4—10s.。
09第九章 煤粉燃烧特性研究
3、湍流气固两相流动模型
煤粉燃烧过程是典型的湍流气固两相流动和 燃烧过程。研究气固两相流动的方法可分为 两类：一类是把流体或气体当作连续介质， 而将颗粒视为离散体系；另一类是把流体与 颗粒都看成共同存在且相互渗透的连续介质， 即把颗粒视作拟流体。近年来，在研究有化 学反应的气固两相流时，也探讨了诸如颗粒 相的连续介质-轨道模型这样的综合方法。
雷诺应力的微分方程模型(DSM)
雷诺应力的代数方程模型(ASM) 作为k-ε方程及DSM模型的一个折衷方案， ASM模型包含应力和通量的代数表达式及带有 各向异性扩散项的k方程和ε方程。其主要思路 是将应力或通量的输运方程简化为代数表达式， 同时仍保留各向异性湍流的基本特征。模化后 的ASM模型方程组为
湍流流动的模化基本上是围绕前述湍流输 运通量( )（也称为雷诺应力）进行的。 其方法主要有两类：一类是引入湍流输运 系数的概念，问题归结为如何给出该输运 系数；另一类是直接推导该通量的代数表 达式或其封闭的输运方程。
1、湍流粘性系数模型 湍流粘性概念 针对二维边界层问题，Boussinesq在1877年首 先引入了湍流粘性的概念。对非边界层类型的 流动，可采用如下形式的模拟表达式来表示雷 诺应力：
电站锅炉炉内空气动力场冷态模化 新安装的锅炉或经过燃烧器改造和大修后的电 站锅炉，一般都要进行炉内空气动力场试验。 它的目的一方面是检查锅炉安装或维修后的质 量，另一方面是提供锅炉热态运行的依据，如 燃烧器各通风管道的风量平衡、风门的调节恃 性、炉内气流分布的均匀性，等等。
3、燃烧过程冷热态模化的相似程度
颗粒与气相的关系 无滑移模型、小滑移模型、颗粒轨道模型、 多流体（多连续介质）模型等。
4、煤粉燃烧模型
分解炉内无烟煤燃烧的数值模拟研究
式 中 ： ， 分 别 为颗粒质 量、 粒 初始 质量 ； ｍ ｍ 颗
。
。
为颗 粒 初始 挥 发 成分 质 量 分 数 ； ｗ。 ｆ。 为颗 粒 初
始 水分 质 量分 数 ； 挥 发速 率 指前 因子 ； Ａ 为 Ｅ 为
煤 粉热 解活化 能 ．
粒轨 道 通 过 积分 Ｌ ｇ ａ ｇ ａ ｒｎ ｅ坐标 系下 的颗 粒 作 用
图 １ 分解 炉 流 体 域 几 何 模 型
１ 几何 模 型及 计 算 网格
根 据 中材 建 设 有 限公 司提 供 的 工 程 设 计 图
纸， 采用三 维 建模 软件 建 立分 解 炉计 算 域 实体 几
何 模 型 ， 图 １所示 ． 建立 的 三维几 何模 型导 入 如 将 Ｆ ｕ ｎ ６ ２的前 处 理 模 块 Ｇ ｍｂｔ． ． ０ 生 成 计 ｌｅ ｔ ． ａ ｉ ２３， ２ 算 网格 ， 图 ２所示 ． 如 为保证 计算 精度 和减 少计 算 网格 数 目， 煤 粉 喷入 口同燃 烧 室 的连 接处 采 用 在
湖 北 省 自然科 学 基金 项 目资助 （ 准 号 ：７－８ ０ ８ ７ 批 ４ １３ ３０ ５ ）
维普资讯
第１ 期
豆 海 建 ， ： 解 炉 内 无 烟 煤 燃 烧 的数 值 模 拟 研 究 等 分
・９ ・ ３
诺 数 如 表 １所 列 ， 由于各 人 口边界 的来 流 雷 诺 数 远 大于 湍流 临界 雷诺 数 ２３ ０ ， 而判 定 分解 炉 ２［ 从 内气 体 流动 为湍 流流 动 ， 流模 型选用ｋ ｓ 流模 湍 —湍
摘 要 ： 用 数 值模 拟 方 法研 究 了 中材 建 设 有 限公 司 的 国外 ２０ ０ ／ 采 ０ ｄ生 产 线 的 分解 炉 内无 烟 煤 的 燃 ｔ
水泥分解炉 工况下煤焦的燃尽动力学过程研究
第 ３Ｏ卷 第 ３期 ２００２年 ６ 月
燃 料 化 学 学 报
ＪＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ ＦＵＥＬ ＣＨＥＭ ＩＳＴＲＹ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯ ＬＯＧＹ
Ｖｏ１．３Ｏ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２（ｘ）２
文 章 编 号 ：０２５３—２４０９（２００２）０３—０２２３—０６
水 泥 分 解 炉 工 况 下 煤 焦 的 燃 尽 动 力 学 过 程 研 究
谢 峻林 ，何 峰 ，宋彦保
（武汉理 工大学 硅 酸盐材料工程 教育部重点实验室 ，湖北 武汉 ４３００７０）
摘 要 ：针 对水泥分解 炉低温燃烧 工况 ，提 出裹灰缩 核模型 ，采用失 重实验 和理论分析 ，进行 了 ｌ１种典型煤 焦样 的 燃尽动 力学参数研 究和煤焦燃 尽过程机 理讨论 。研 究结果 表明 ：煤 焦在燃烧 过程 中，灰层 内的扩散 系数 Ｄ 及反 应 速度常 数 ｋ 并 不是一个绝 对常数 ；在分解炉 的工作 温度下 ，其控制反 应过程 由受化学反应 过程控制 向灰层扩散控 制 过 渡 。 关 键 词 ：水 泥 分 解 炉 ；煤 焦 ；燃 尽 动 力 学 中 图分 类 号 ：ＴＱ５３４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
２ 炭 粒燃尽过 程 中反 应动力学 方程 的推导
对单 颗 粒球 形 模 型作 如 下 的假 设 ： （１）焦 炭未 燃 核 的燃 烧 遵 守 等 密度 缩 核 模 型 的
收 稿 日期 ：２００１．１１－１９；修 回 日期 ：２００２．０１—２８ 基 金 项 目 ：教 育 部 骨 干 教 师 计 划 赞 助 。 作者简 介 ：谢 峻林 （１９６５．），女 ，浙江慈溪人 ，博士 ，副教 授 ，从事无机非 金属材料工程研 究 ，现为华 中科技 大学博士后 。
煤的燃烧综合实验
析（DTGA）曲线、差热分析（DTA）曲线，研究特征峰及特征值变化，可以揭示不同煤的着
火和燃烧信息。
微分热重分析是将少量空气干燥煤粉样置于天平支架的坩埚内，通以氧气或空气，按规
定速度升温，随着温度的升高，试样单位时间损失的质量（即失重率 dm ）不断发生变化， dt
燃烬时失重率趋于零，记录 dm 随温度 T、时间 t 的变化规律，得到微分失重曲线（DTGA dt
煤的燃烧特性综合实验与工业生产、最新研究进展紧密结合，通过煤的工业分析、发热 量的测定等传统分析方法和热失重分析、差热分析等现代研究手段使学生较全面的了解反映 燃料品质、描述燃料燃烧特性的基本方法，通过不同的实验分析方法从不同角度揭示煤的燃 烧信息，而实现对煤燃烧特性的综合评价。
本综合实验的目的： ① 掌握煤的工业分析方法 ② 掌握煤的发热量测定方法 ③ 通过煤的热重分析和差热分析曲线确定煤的燃烧特性指标 ④ 综合评判煤的燃烧特性
煤炭是我国工业窑炉使用最为广泛的固体燃料，是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生 物化学和物理化学变化而逐渐形成的，组成非常复杂，既有可燃成分也有不可燃成分，这些 组分含量直接影响到煤的发热量和燃烧特性，因此煤中有关组分含量、发热量是评价煤质的 重要依据。
测定煤中组分的方法有元素分析法和工业分析法。元素分析法是借助化学分析方法直接 测定煤中的碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素，因此煤的元素分析组 成包括上述五元素、水分和一些矿物杂质（通常统称灰分）。但因元素分析法较为复杂，在 研究及生产中使用不多。煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，它是用加热的方法 将煤中极为复杂的成分加以分解和转化，得到水分（M）、挥发分（V）、灰分（A）、固定碳 （FC）（Fixed Carbon）等规范化组成，目前在工业生产中被普遍使用。
窑与分解炉内加速燃料燃烧的控制措施
窑与分解炉内加速燃料燃烧的控制措施煤粉燃烧有两个连续过程，即挥发分的挥发和燃烧及残余焦炭的燃烧。
一般煤粉燃尽时间定义为焦炭粒子燃尽所需的时间。
煤粉颗粒加温挥发后，一般在较低的温度下即可与周围空气混合并迅速起火燃烧。
在其达到燃点后，在0.1秒即可烧完，余下的则为疏松的焦炭颗粒。
焦炭燃尽时间与其孔隙度、细度、氧气分压、温度等有密切关系。
对所有化学反应都适用的公式为Arrhenius公式，即ｒ∝ExP(-Ea/RT)。
反应速度随温度的增加而增加。
对焦炭来说，当温度上升约70摄氏度时，燃烧反应速度可提高1倍。
但边界层中扩散速度仅按ｒ∝3T/2公式进行。
在回转窑内高温带，燃烧是由扩散控制的。
故煤的挥发分高低对燃烧速率的影响不大明显。
但是在分解炉较低的温度状况下，燃烧是受化学反应速度控制的，挥发分含量高低的煤粉之间则存在明显差异。
因此，对窑、炉燃烧器及燃烧环境的要求即有所差别。
一般来说，窑内煤粉燃尽时间与煤粉粒径平方成正比，而在分解炉内仅与煤粉颗粒径成正比，因此窑内使用低挥发分煤时，，煤粉细度影响相对较大。
同时，火焰长度主要决定燃烧器的推力：即燃烧器推力=一次空气动量（kg/s）×燃烧器出口风速（m/s）当加大燃烧器推力时，火焰缩短，温度增高，这些就是预分解窑（尤其在使用低挥发分煤粉时）研发新型多通道燃烧器的重要作用。
近年来，不但窑头，并且分解炉亦采用新型多通道燃烧器。
对分解炉来说，近年代发展趋势尤其在使用低挥发分燃料（无烟煤、石油焦等），一是要力求燃料入炉后迅速起火燃烧，二是保证燃料在炉内完全燃烧。
因此相应的措施主要有：采用新型多通道燃烧器；二是在燃料喷入区内力求加速与炽热气流混合，提高该区温度；三是扩大炉区容积保证燃料完全燃烧。
当采用离线或半离线炉时，燃料入炉后能在纯空中点火起燃，但相对来讲三次风温较低。
采用通线炉时，由于三次风与窑烟气混合，氧气含量相对较低，但三次风与高温窑气会合后，燃料起燃环境温度比离线或半离线炉提高很多。
分解炉内无烟煤燃烧的数值模拟研究
分解炉内无烟煤燃烧的数值模拟研究
豆海建;陈作炳;毛娅;黄继全
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2008(032)001
【摘要】采用数值模拟方法研究了中材建设有限公司的国外2 000 t/d生产线的分解炉内无烟煤的燃烧过程.挥发成分采用单速率模型,炭颗粒燃尽采用反应动力/有限扩散速率模型,颗粒相采用随机轨道模型.根据模拟计算结果,研究了分解炉无烟煤燃烧温度、挥发速率、燃尽速率等的分布特征,得出了无烟煤在分解炉内能够充分燃烧的结论,该分解炉结构及工艺参数是合理的.
【总页数】4页(P92-95)
【作者】豆海建;陈作炳;毛娅;黄继全
【作者单位】武汉理工大学机电学院,武汉,430070;武汉理工大学机电学院,武
汉,430070;武汉理工大学机电学院,武汉,430070;中材建设有限公司,唐山,063030【正文语种】中文
【中图分类】TQ534
【相关文献】
1.煤粉在分解炉内燃烧机理的数值模拟研究 [J], 谢峻林;梅书霞;衣明辉
2.循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫对污染物排放和电除尘效率的影响 [J], 吴剑恒
3.无烟煤粉燃烧特性及其对燃烧器和分解炉设计的影响 [J], 王超群
4.SLC分解炉内燃烧、分解的数值模拟研究 [J], 叶旭初;胡道和
5.分解炉内无烟煤燃烧优化的数值模拟研究 [J], 豆海建;陈作炳;黄继全
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分解炉用喷煤管研究进展
分解炉用喷煤管研究进展摘要：分解炉用喷煤管对分解炉的燃烧状况有巨大影响，最终影响水泥产量。
现在的分解炉用喷煤管的使用还处在比较粗犷的阶段，能够保证分解炉内温度稳定的喷煤管有巨大的前景。
本文主要介绍了国内一些研究进展情况。
关键词：分解炉用喷煤管；分解炉温度均匀分布；可调节流场喷煤管对新型干法水泥厂生产线而言，约60%的燃料是在分解炉中燃烧的，分解炉的燃烧情况对水泥正常生产有着决定性的影响。
分解炉喷煤管是影响分解炉燃烧状况的主要因素，一直是研究的重点。
一、分解炉喷煤管使用情况现状煤粉在分解炉内的燃烧状态，普遍观点是无焰燃烧，因此与回转窑燃烧器比，很多人认为可调整的空间有限，甚至很多生产线的分解炉燃烧器就是一根钢管，即使采用双通道、三通道燃烧器，在很多情况使用也不尽人意，甚至出现了将单通道燃烧器替换三通道燃烧器后分解炉燃烧状态变好的情况[1]。
很多水泥工艺人员认为分解炉内的烟气是湍流状态，煤粉只要进入分解炉，就会迅速与烟气混合。
对分解炉燃烧器的使用，不少生产线停留在燃烧器与分料管过远容易发生局部高温和结皮[1]、燃烧器与分料管过近煤粉燃烧速度慢容易塌料[2]。
与此同时，由于目前水泥生产线分解炉的结构和炉容、分解炉用燃烧器型号数量位置及其他设备基本相同的生产线，分解炉燃烧性能、熟料产量热耗等指标却存在较大差别，笔者认为很重要的原因就是分解炉喷煤管不能有效的将煤粉快速分布在分解炉中，煤粉燃烧状态不同，乃至分解炉内温度分布不均匀所致。
二、分解炉喷煤管的重要性我公司通过对分解炉的数值模拟和设计调试等多方面研究发现，煤粉在分解炉内的分散状态对分解炉温度分布的影响要远大于分解炉的结构和炉容。
通过2500t/d熟料生产线与5000t/d熟料生产线的对比可知，不论5000t/d熟料生产线的分解炉形式如何调整，单位分解炉容积的熟料产量和单位分解炉容积热负荷均低于2500t/d。
分解炉炉内虽然处在湍流状态，但是分解炉燃烧区域的长径比仅在6-10之间，因此在分解炉内部，烟气内部的混合非常不均匀，这在分解炉出口的气体浓度可以体现。
第十章分解炉的热工特性
2. 分解炉内燃烧速度与温度的调节
分解炉内燃烧速度是不一致的，当燃料刚 喷入炉内分散均匀而着火时，因燃料及 氧气浓度高而易达到较高的燃烧速度； 随着燃烧的进行，可燃物及氧的浓度降 低，燃烧速度随之降低。燃烧速度快， 温度升高；反之则下降。 四）分解炉容积热负荷与生产强度 分解炉的容积热负荷： 分解炉的生产强度：
二、分解炉内的传热
一）分解炉内的传热的特性 传热的方式：对流和辐射 二）悬浮态传热是高效率的关键
三、分解炉气体的运动
一）对气体运动的要求： 1) 适当的速度分布 2) 适当的回流和紊流； 3) 较大的物料浮判断能力； 4) 较小的流体阻力； 二）分解炉内气体运动速度的分布 三）气流在分解炉内的运动阻力
第十章 分解炉的热工特性
分解炉的主要热工特性：燃料燃烧放热、 悬浮态传热和物料的吸热分解这三个过 程结合在一起的过程；燃烧放热的速率 与分解吸热的速率相适应。 分解炉生产工艺对热工条件的要求是： 炉内气流温度不宜超过1000℃，以防止 系统产生结皮、堵塞；燃烧速度要快， 以保证供给碳酸盐分解所需的大量热量； 保持窑炉系统较高的热效率和生产效率。
1) 2) 3) 1. 1)
2)
3)
4)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二）分解炉内的温度及温度分布 分解炉内的轴向及平面温度都比较均匀。 炉内纵向温度由下而上逐渐升高，而变化幅度不大。 炉内的中心温度较高，边缘温度较低。 三）分解炉内的燃烧速度 影响炉内燃烧速度的因素 分解炉内，气态燃料的燃烧主要决定于燃料与空气 的混合。 对于固定碳的燃烧，则是物理扩散速度与燃烧化学 反应速度有关。 在燃烧过程中的低温阶段，化学反应速度比较慢， 而气体的扩散速度快，其燃烧速度取决于化学元素 反应速度（包括燃料的种类、温度、压力及反应物 浓度） 炉内的燃烧温度在850~950℃时化学反应速度较快， 扩散速度低，取决于扩散速度。
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第23卷 第7期2001年7月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF W UHAN UN IVERSIT Y OF TECHNOLOG YV o l .23 N o.7 Ju l .2001文章编号:100022405(2001)0720011204分解炉内煤的燃尽特性研究3谢峻林 何 峰 袁润章(武汉理工大学)摘 要: 煤粉的燃尽时间已成为进行分解炉设计的重要参数。
针对水泥分解炉的低温燃烧工况,根据裹灰缩核模型及有关理论,采用失重分析法及扫描电镜,进行煤的燃尽特性实验方法、及煤焦燃尽时间与煤质之间的关系探讨,力求寻找到有关规律。
提出的煤质评判指标(着火指数、燃尽指数)与实验方法,较好的定量反映出各煤样的燃尽特性。
同时还根据水泥厂的实际实验条件,寻找出着火温度、燃尽时间与煤工业分析值之间的关系式,从而可以根据煤的工业分析结果对煤质进行预测。
关键词: 煤粉; 燃尽特性; 分解炉中图法分类号: T K 16; TQ 038.1文献标识码: A收稿日期:2001205218.作者简介:谢峻林(19652),女,副教授;武汉,武汉理工大学硅酸盐工程中心(430070).3教育部骨干教师计划资助.分解炉内煤粉的燃尽程度,与所用煤种、分解炉结构和操作参数有很大关系,为保证煤粉在分解炉内的完全燃烧,煤粉的燃尽时间已成为进行分解炉设计的重要参数[1]。
特别是目前低挥发份煤、高灰分煤在分解炉内应用的迫切性日趋增大,深入研究煤粉的燃尽特性,是解决不同煤质在分解炉内得到良好应用的关键。
1 研究方法1.1 煤粉燃尽指标的确定在水泥分解炉内由于CaCO 3分解吸热与煤燃烧放热之间达到了热平衡,分解炉内温度基本保持不变[2]。
分解炉内煤的燃尽指标,应由最大燃烧速度及各特征时间来表达,为此,从煤的微分失重与时间关系曲线确定燃尽指标D f 的计算式为:D f =(d w d t )m ax ∃t 1 2t m t f式中:(d w d t )m ax 为最大燃烧速度,t 0为着火时所需时间,∃t 1 2为(d w d t ) (d w d t )m ax =1 2时对应的时间区间。
t m 为最大燃烧速度所对应时间,t f 为燃尽所需时间。
1.2 煤焦燃尽动力学参数确定采用失重分析法。
将直径为1000～5000Λm 的煤圆球,放入带盖坩埚内,于850℃无氧状态下加热至恒重,得到煤焦,同时求得各煤焦的密度Θc 值。
将炉温设置在850℃,炉内气氛为空气,高温进样测得各煤焦重量与时间的关系,当燃烧产物重量变化量在300s 内少于0.5%时,认为实验结束。
根据裹灰缩核模型及有关理论[3,4],可建立关于k c 、k ∞、D h 的方程式:1k c +r 2r 0k ∞+1D h(r -r 2r 0)=4Πr 2ΒC ∞q(1)1k c(1-rr 0)+r 03k ∞(1-r3r 30)+r 06D h (1-3r 2r 20+2r3r 30)=t Βc ∞c r 0(2)对球形颗粒,t 时刻炭粒半径r =(m c4 3ΠΘc)13(3)21 武 汉 理 工 大 学 学 报 2001年7月在实验中,边界层内气流近乎静止,因此边界层扩散系数k∞用下式做近似计算[5]。
k∞=0.00063165(T m 1600)0.75 d0(4)式中:d0为煤粒原始粒径,T a为边界层气体温度,T m为焦粒与边界层温度的平均值,5为煤粒燃烧反应机理系数,根据裹灰缩核模型假设炭表面只发生反应C+O2→CO2,5=1,实验根据分解炉工况,取T m=850℃,k∞可由(4)式求得,任何时刻的m c、q及Θc由实验获得,Β、C∞为已知,联立此(2)、(3)、(4)三个方程,求得炭粒在k c、D h值。
2 结果与讨论通过上述实验及理论分析,可得到反映煤燃尽特性的各参数:k c、t f、D f,结果列于表1。
表1 各煤样煤焦的燃尽特性测试结果比较煤分类无烟煤贫煤烟煤试样煤编号1#2#6#7#8#11#3#4#5#9#10#t f s7.757.428.976.115.926.313.503.033.714.133.92煤焦k c(10-1) m・s-12.552.731.732.092.622.264.033.944.254.973.80煤粉D f(10-6)6.506.707.4014.409.507.5025.3023.0011.1015.0025.70由表1煤焦实验可见,灰分含量较高的5#、9#、3#烟煤的反应速度常数k c最大,4#、10#烟煤次之, 6#无烟煤反应速度常数最小,其他挥发分含量中等的2#、7#、8#、11#贫煤及1#无烟煤的k c值居中。
从燃尽时间的计算值来看,在标准大气压,850℃条件下,对0.08mm煤焦颗粒,烟煤的燃尽时间为4～5s,贫煤为6～7s,无烟煤为8～10s。
由煤粉实验可见,4#、10#烟煤、及3#高灰分烟煤燃尽指数大,灰分含量较高的5#、9#烟煤与7#、8#贫煤相当,1#、2#、6#、11#等低挥发分煤的燃尽指数最小。
3 影响煤燃尽特性的因素从上述分析可见,不同煤质的燃烧特性有较大的区别,为分析其中的原因,对11种煤焦样及不同温度下的3#煤样进行扫描电镜分析,典型煤样结果见图1～6。
比较图1～6可见,随着煤燃烧过程的进行,内部孔隙随着温度的升高而变大,但当燃烧进行到一定程度,温度较高时煤粒内部孔隙又变小,说明高温时孔隙收缩。
10#烟煤煤焦内有很多大的连通孔隙,高灰分3#烟煤及11#煤焦的孔隙率较10#小。
燃烧进行过程是固定碳不断消耗过程,烟煤煤焦的孔隙率大,使固定碳与氧接触面积大,燃烧过程比孔隙率低的无烟煤更容易进行。
结果燃尽时间短、燃尽指数大。
但当煤粒温度迅速升高到较高温度,孔隙率减小,固定碳的燃烧速度降低,又由于高温下灰分矿物的作用,使固定碳活性增强,结果对高灰分煤的燃烧速度起到促进作用,其化学反应速度常数变为最大,但由于受着火过程影响,在挥发分含量相近时,高灰分烟煤的焦炭燃尽时间还是比其它烟煤长。
比较上述分析可得出共同的规律,即烟煤的燃尽特性好,无烟煤的燃尽特性差,煤中的灰分含量对其燃尽过程有较大影响,有些对煤的燃尽过程起到促进作用。
且利用失重分析法进行煤的燃尽指数判断,获得与煤焦实验相一致的结果,使实验方法互相得到了验证。
4 煤的燃尽时间与工业分析值关系由于煤焦燃尽时间测试方法及数值计算方法较复杂,使实际应用有困难。
为方便工厂使用,为此来讨论煤焦燃尽时间与煤的工业分析值之间的关系。
图7、8、9分别表示了固定碳、灰分及挥发分对煤焦燃尽时间的影响规律。
由图可以看到:固定碳含量、灰分含量的影响规律复杂,而挥发分的影响规律非常明显。
综合考虑煤工业分析值,经过大量实验及数据处理发现:煤焦的燃尽时间与煤的挥发分含量、固定碳含量及灰分含量之间存在关系式:t f=2.5(V f C f)0.3将实验用煤的工业分析值带入上式,求得煤的燃尽时间,见图10,比较实验值(数据点)和计算值(实线),显然两者很接近。
图1 3#煤粉的SE M照片图2 3#煤焦的SE M照片图3 3#煤550℃煤样的SE M照片图4 3#煤850℃煤样的SE M照片图5 10#煤焦的SE M照片图6 11#煤焦的SE M照片图7 固定碳含量对燃尽时间的影响图8 灰分含量对燃尽时间的影响31第23卷 第7期 谢峻林等:分解炉内煤的燃尽特性研究 图9 挥发分含量对燃尽时间的影响图10 煤质燃尽因子对燃尽时间的影响5 结论a.烟煤的燃尽特性好,无烟煤的燃尽特性差,煤中的灰分含量对其燃尽过程有较大影响。
b.利用失重分析法进行不同煤质的燃尽指数判断,可以较科学的反映出煤的燃尽特性规律。
c.通过确定的煤焦燃尽时间与煤的工业分析值之间的关系式,计算的各煤焦燃尽时间与实验结果相符。
参考文献1 戴世忠.国产化预分解窑生产线达产达标浅析.见:新型干法水泥生产技术研究会编.悬浮预热和预分解窑第三届经验交流会论文集.北京:中国建筑工业出版社,1997.1291332 沈威,黄文熙,闵盘荣.水泥工艺学.武汉:武汉工业大学出版社,1992.99～1123 许晋源,徐通模.燃烧学.北京:机械工业出版社,1992.4 谢峻林.分解炉中煤粉的燃尽特性及相关问题研究:[博士学位论文].武汉:武汉理工大学,2001.5 孙学信,陈建原.煤粉燃烧物理化学基础.武汉:华中理工大学出版社,1991.Study on Com bustion Characters of Pulver ized Coa l i nCa lc i ner of Cem en t K ilnX ie J un lin H e F eng Y uan R unz hangAbstract: T he characters of pu lverized coal com bu sti on have becom e key param eters of design ing and operating calciner. In th is thesis,acco rding to the ash-enclo sed-co re-sh rinkage model and related theo ry,the relati on betw een dynam ics pa2 ram eters of char com bu sti on,the com bu sti on ending-ti m e and differen t coal quality w ere studied by w eigh-lo ss analysis and SE M,and the related regu larities w ere discu ssed to low er-temperatu re com bu sti on of calciner in cem en t.T he com bu sti on-ending index p ropo sed in th is experi m en tal study can quan titatively reflect the com bu sti on characteristics of vari ou s coal sam2 p les.Besides,tak ing accoun t w ith actual experi m en tal conditi on s in cem en t p lan ts,the relati on fo rm u las betw een com bu sti on ending-ti m e and resu lts of coal app rox i m ate analyses has been found,w h ich m ake it becom e po ssib le that coal u sers p ro spect coal quality befo re u sing coal.Key words: pu lverized coal; characters of pu lverized coal com bu sti on; calciner of cem en t k ilnX ie Jun l i n: A ssoc.P rof.,R esearch Cen tre of Silicate Engineering,W U T,W uhan430070,Ch ina.41 武 汉 理 工 大 学 学 报 2001年7月。