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《熱解條件對(duì)煤膨脹和球形度的影響-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、第37卷第1期煤炭轉(zhuǎn)化Vo1．37NO．12014年1月CoALCoNVERSIoNJan．2O14熱解條件對(duì)煤膨脹和球形度的影響*溫雨鑫徐祥陽(yáng)紹軍。肖云漢摘要針對(duì)粉煤密相輸運(yùn)床氣化技術(shù)，使用滴管爐對(duì)云南褐煤(YN)、山東次煙煤(SD)和內(nèi)蒙煙煤(NM)進(jìn)行快速升溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)，應(yīng)用數(shù)字成像顆粒分析儀同時(shí)獲得顆粒粒徑和球形度，研究了不同煤階、粒徑、溫度、預(yù)烘干除水對(duì)煤焦形貌參數(shù)的影響．結(jié)果表明：隨著煤階提高，熱解膨脹度和球形度均提高，1273K熱解后YN褐煤因收縮和破碎，膨脹度為0．66；SD煤和NM煤的膨脹度均
2、大于1；焦的球形度因熱解軟化，較原煤均略有提高；NM煙煤隨著熱解溫度的提高，膨脹度降低，球形度先增加后減??；小粒徑NM煤顆粒的膨脹度和球形度均更高．干燥NM煤的膨脹度顯著高于含水原煤，且隨溫度升高，膨脹度提高，變化規(guī)律與含水原煤相反；球形度隨溫度變化規(guī)律相似，但卻低于原煤，預(yù)烘干除水對(duì)NM煤焦形貌的影響顯著．關(guān)鍵詞熱解，煤顆粒，膨脹，形貌，球形度中圖分類號(hào)TQ530．2對(duì)內(nèi)蒙煙煤(NM)、山東龍口次煙煤(SD)和云南昭0引言通褐煤(YN)進(jìn)行了快速升溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)，使用數(shù)字成煤氣化是煤基替代燃料、煤基化學(xué)品、IG
3、CC發(fā)像顆粒分析儀，同時(shí)測(cè)定熱解膨脹度和焦的球形度，電、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、煤制氫和燃料電池等煤炭能源高效開展了不同熱解溫度、粒徑、煤種和預(yù)烘干除水對(duì)煤潔凈利用的主要單元工藝．1_1]密相輸運(yùn)床氣化技術(shù)焦形貌的影響研究．具有氣化方式靈活、可靠性高和負(fù)荷調(diào)節(jié)能力好等特點(diǎn)，適用于低階煤和高灰分、高灰熔點(diǎn)煤的高效轉(zhuǎn)1實(shí)驗(yàn)部分化．I3原煤進(jìn)入氣化爐內(nèi)首先經(jīng)歷快速升溫發(fā)生熱解反應(yīng)，然后煤焦發(fā)生氣化、燃燒反應(yīng)．熱解后顆粒1．1煤樣制備及分析粒徑、外貌以及內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生改變，直接影響氣本研究采用內(nèi)蒙煙煤、山東龍口次煙煤和云南化爐
4、內(nèi)氣固兩相流動(dòng)和反應(yīng)．[4-7]熱解后顆粒的粒徑昭通褐煤，其工業(yè)分析及元素分析數(shù)據(jù)見第33頁(yè)表與初始粒徑之比定義為膨脹度(swellingratio)，而1．原煤經(jīng)過(guò)逐級(jí)破碎、篩分，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)．對(duì)三個(gè)球形度(sphericity)定義為與顆粒體積相等的球體煤種均選取了小于150m顆粒進(jìn)行不同煤種對(duì)比，表面積與顆粒表面積之比，是最常用于非球形顆粒并選取NM煙煤的350m~450rn大顆粒進(jìn)行不修正的形狀因子．膨脹度和球形度是用于曳力系數(shù)、同粒徑對(duì)比．本研究還將350m～450m的NM煙壓降和燃燒氣化模型等公式
5、中的重要參數(shù)．研究表煤在105℃烘干4h，與未烘干煤樣對(duì)比，研究煤中明，球形度從1降低到0．8，曳力系數(shù)降低20％以水分的影響．上_5；Shurtzetal【B]的計(jì)算中，當(dāng)膨脹度從1．0增加到1．2時(shí)，由于表面積增大帶來(lái)傳熱、傳質(zhì)強(qiáng)化，煤1．2煤的熱解實(shí)驗(yàn)焦燃燒反應(yīng)速率可提高1倍．由此可見，深入研究熱解條件對(duì)煤顆粒膨脹度和球形度的影響對(duì)于提高模使用常壓滴管爐在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)．型預(yù)測(cè)精度具有重要意義．本研究使用常壓滴管爐，煤粉進(jìn)樣控制在小于0．5g／min．滴管爐加熱區(qū)長(zhǎng)*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(5
6、1006106)、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)項(xiàng)目(XDA07050500)和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向性項(xiàng)目(KGCX2．YW一348)．1)博士生、助理研究員；2)副研究員；3)助理研究員，中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)能源動(dòng)力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(工程熱物理研究所)，100190北京；4)研究員、博士生導(dǎo)師，中同科學(xué)院先進(jìn)能源動(dòng)力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(工程熱物理研究所)，100190北京；中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心，222069江蘇連云港收稿日期：2013．03．03；修回日期：2013．04．12第1期溫雨鑫等熱解條件對(duì)煤膨脹和球形
7、度的影響度1．5m，分三段硅碳棒加熱，爐膛為剛玉管，內(nèi)徑使用沉降罐和過(guò)濾桶收集固體焦樣．實(shí)驗(yàn)溫度分別70mm，通過(guò)調(diào)整送煤風(fēng)和二次風(fēng)風(fēng)量，控制煤粉停為1193K，1273K和1473K，經(jīng)計(jì)算煤顆粒的加留時(shí)間約為2．0S．在滴管爐下部的水冷取樣槍后，熱速率可達(dá)到10K／s．表1煤樣的工業(yè)分析與元素分析(％，ad)Table1Proximateandultimateanalysisofsamples(％，ad)而在粒徑較小時(shí)，顆粒的球形度波動(dòng)較大，但這一區(qū)1．3煤焦粒徑和形貌表征域的顆粒占比例很小．對(duì)于各個(gè)樣品
8、的測(cè)定數(shù)據(jù)均本實(shí)驗(yàn)使用德國(guó)Retsch公司的CamsizerXT處理為等體積當(dāng)量的直徑和球形度，用于后續(xù)的膨數(shù)字成像顆粒分析儀進(jìn)行煤顆粒表征．測(cè)量使用雙脹度計(jì)算和結(jié)果比較．CCD動(dòng)態(tài)數(shù)字成像技術(shù)，分散的顆粒通過(guò)帶有脈沖2結(jié)果與討論LED光源的通道，顆粒的投影通過(guò)光學(xué)成像記錄并數(shù)字化，可同時(shí)得到粒徑分布和球形度信息．還使用2．1煤階對(duì)焦形貌特征的影響了HITACHIS．3000N型掃描電子顯微鏡直接觀
