臥式液態排渣旋風爐燃燒高堿煤試驗研究

作者：蘭德輝,樊俊杰,張忠孝,胡興雷,陳松林

摘要：我國新疆地區高堿煤儲量巨大,但煤的原生礦物中含有大量Na、K等堿金屬元素,導致目前新疆地區無法直接燃用該類煤種,許多電廠不得不摻燒其他煤種以滿足鍋爐正常運行,極大限制了其廣泛利用。液態排渣旋風爐燃燒鍋爐技術是一種使煤燃燒產生的大部分灰在旋風燃燒器內形成液態渣膜并從鍋爐底部排出的鍋爐技術,對于解決新疆高堿煤強沾污結渣問題具有一定優勢。為研究液態排渣臥式旋風爐燃用新疆高堿煤液渣捕捉堿金屬特性,在實驗室條件下搭建液態排渣臥式旋風試驗爐,并對新疆沙爾湖煤進行燃燒試驗,對試驗過程中在臥式液態排渣旋風試驗爐內采集到的灰渣樣進行SEM-EDS分析,根據其分析結果計算灰渣樣中堿金屬的固堿率,同時觀察試驗過程中爐膛內壁液渣的形成情況,測量爐內溫度分布情況。結果表明:試驗工況穩定后旋風爐內總體溫度分布比較均勻,沙爾湖煤適用于液態排渣臥式旋風燃燒爐燃用,燃燒溫度1300℃時,旋風爐膛內開始形成液渣,升高燃燒溫度,爐內液渣形成較為明顯,臥式液態排渣旋風爐燃用高堿煤,爐內形成液渣時,液渣中Fe元素會黏結在硅鋁酸鹽顆粒表面,增加其黏性,加強燒結層捕獲灰顆粒的能力,促進渣層生長;采用臥式液態排渣旋風爐燃用高堿煤能有效緩解爐膛內壁黏污、結渣問題,同時高溫燃燒區相對于低溫燃燒區緩解效果較為明顯;臥式液態排渣旋風爐燃高堿煤時液渣對堿金屬Na、K等的捕捉效率達50%以上,最高可達61.01%,高于自身固態灰、高溫區添加高嶺土對Na的捕捉效率。

發文機構：上海理工大學環境與建筑學院 上海交通大學機械與動力工程學院 上海理工大學能源與動力工程學院

關鍵詞：高堿煤臥式液態排渣旋風爐固堿率堿金屬捕捉效率high alkali coalhorizontal liquid slag cyclone furnacesolid alkali ratealkali metalscapture efficiency

分類號： TQ534[化學工程—煤化學工程]