水煤浆的燃烧.ppt

水煤浆的燃烧 李涛鹏 什么是水煤浆？ 水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。 水煤浆的燃烧可分为五个阶段 第一阶段：蒸发水分预热及雾化； 第二阶段：加速加热水分完全蒸发，煤浆颗粒结团； 第三阶段；水煤浆中的挥发分析出并着火，即一般的形成火焰阶段； 第四阶段；强力燃烧阶段，并伴有水煤气反应； 第五阶段：燃烬阶段。 水煤浆燃烧过程的基本原理，是依靠水煤浆在人炉前燃烧器处预热蒸发，和通过喷嘴使煤、水、蒸汽三项物质在不同压力下．合理配合雾化，使煤颗粒均匀雾化，以利于快速蒸发和高效率燃烧。其目的是提高燃烧效率，减少SO2的分离和Nox的生成。 水煤浆的燃烧过程的特点 (1)由于水煤浆合有30％一35％的水分，燃烧时蒸发水分需要吸收热量，所以水煤浆的着火热量要比煤粉的着火热量高。 (2)水媒浆以喷雾方式进入燃烧区，入口速度很高，一般要求达到200-300m／s，而燃烧煤粉时则由一次风带入炉膛，风速仅有20一30m／s。 （3）水煤浆中含有30%一35%的水分。一方面，使水煤浆在燃烧时要损失部分热值（约3%-4%)；另一方面，使水煤浆着火所需的热量增加，存在着火滞后的现象。水煤浆在着火方面比煤粉要困难，因此，必须采用比燃烧煤粉更有效的、稳定着火的技术。合理配风是水煤浆稳定、安全燃烧的重要条件。所以配风器产生的空气功力场必须能与水煤浆雾化炬结构良好地配合，要求水煤浆压力为0.4-0.7MPa；雾化介质的压力为0.7—1.0MPa，这样即使在较低负荷的情况下，也能保证雾炬中小颗粒的稳定着火，并使一部分高温烟气产生回流作为热源来迅速点燃雾炬中的小颗粒。旋转射流能在中心部位出现负压，形成回流，所以一般煤浆燃烧器都采用这种方式。 (4)在水煤浆的水分被迅速蒸发后，其燃烧特性要优于煤粉颗粒的燃烧，这是因为水煤浆雾滴在经干燥和析出挥发分后，所形成的炭粉比煤粉颗粒具有更大的比表面积和微孔容积，从而更有利于提高煤粒燃烧的化学反应速度和炭粒的燃尽。工业实验结果表明，水煤浆的燃烧效率可以达到99.8％。 (5)水煤浆是不能直接点燃的、在引燃水煤浆之前，或用柴油、或用天然气、或用木材．将炉窑加热升温至适宜水煤浆能够点燃的温度，方可切断柴油或天然气等．喷入水煤浆。一殷情况下．炉窖温度可控制在600一700摄氏度左右，若水煤浆中挥发分含量高时，则引燃点火温度低，反之，则引燃点火温度高。 (6)燃烧水煤浆时所产生的烟尘的静电可收集性优于燃烧煤粉，这是因为在制备水媒浆时，往往需要添加一些含钠的化学药剂，致使烟尘中的氧化钠含量较高，导致烟尘的电阻率下降，从而有利于燃烧后烟尘静电收尘。 结语 近年来，随着石油价格的持续上涨和波动，相当一部分国家对水煤浆技术十分关注，从能源的安全、价格和环保角度迫切希望实施水煤浆项目。我国是一个富煤少油的国家，水煤浆作为新型代油环保燃料，正被越来越多的企业所认识，采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构，可提高煤炭企业经济效益。水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程调节的问题。而且可以利用工厂有机废水（如造纸黑液）制成水煤桨燃烧。水煤浆技术符合早期国家制定的“以煤代油、压缩烧油”的能源政策和环保政策 ，随着现代科技的进步，将会得到越来越快、越来越完善的发展。 * * (7)燃烧过程SO2，NOx的控制 水煤浆在制备过程中(洗选)可以除去部分硫分，而且，还可以在水煤浆的制备过程中加入一定比例的石灰石粉，从而在水煤浆的燃烧过程中进行脱硫。 试验表明，当燃烧温度在1200—1250℃范围内，脱硫率可以 达到50％，从而可以显著减少排烟中浓度。另外水煤浆的燃烧温 度比常规煤粉炉燃烧温度(1400—l 500 ℃)低100一200℃，使N0x 的生成员显著降低。 水煤浆脱硫化学反应过程如下： 水煤浆制备初期阶段生成硫化钙 随着水煤浆的燃烧，石灰石发生热分解，同时 发生氧化反应: 脱硫反应: 生成的固体 通过除尘器和锅炉底渣排出. * * * * *