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“煤炭清洁高效利用”专刊

来源：煤炭转化

专刊来自于《煤炭转化》2022年第3,6期。

行业视野: 煤化工
类别; 61个
关键词; 78位
专家; 13篇
论文; 3139IP
点击量; 1580次
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富铝煤矸石低钙烧结法提铝的实验研究

作者(Author)：张维涛, 陈延信, 赵博, 宋强

摘要：以提取富铝煤矸石中的氧化铝为目的，采用低钙烧结法活化煤矸石，研究了烧结温度、烧结时间和碱比(n(Na2O)/[n(Al2O3)+n(SiO2)+n(Fe2O3)])对烧结熟料矿物相、微观结构及氧化铝溶出效果的影响。其中，烧结温度设置6个水平(1 000 ℃，1 050 ℃，1 100 ℃，1 150 ℃，1 200 ℃，1 250 ℃)，烧结时间设置6个水平(30 min，50 min，70 min，90 min，110 min，130 min)，碱比设置5个水平(0.8，0.9，1.0，1.1，1.2)。根据钙比(n(CaO)/[n(SiO2)+n(TiO2)])为1.1、碱比为变量配料，在不同烧结温度和烧结时间下进行单因素试验；所得熟料研磨过筛后按照氧化铝标准溶出条件在集热式恒温磁力水浴锅中溶出，得到溶出固相，然后对熟料和溶出固相进行检测分析，得到不同条件下的氧化铝溶出率。对最佳配比的生料，做不同温度下的烧结试验，分析熟料矿物相和微观结构等的变化。结果表明：随温度升高，高岭石脱水生成偏高岭石，在686.71 ℃完成转变；偏高岭石优先与碳酸钠反应生成硅铝酸钠Na2-xAl2-xSixO4，在石灰石对Na2-xAl2xSixO4的分解作用下，Na2-xAl2-xSixO4中硅的摩尔数x逐渐降低并趋于0，最终形成NaAlO2和Na2CaSiO4矿物；在实验条件下，升高温度、延长时间或增加碱比可促使Na2-xAl2-xSixO4向NaAlO2转变；而高温、长时间和高碱比易使熟料烧结致密，导致NaAlO2的溶解度下降。在钙比为1.1、温度为1 150 ℃、时间为90 min、碱比为1.1的条件下，氧化铝溶出率达87.51%(质量分数)。

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2022年第03期

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1 000 MW超低排放燃煤机组SCR和LLT-ESP对颗粒物排放特性的影响

作者(Author)：李洋, 刘芳琪, 周俊波, 吴建群, 吴昊, 于聪明, 于敦喜

摘要：采用低压撞击器(DLPI)分别对经过1 000 MW超低排放燃煤机组的SCR(选择性催化还原脱硝装置)、GGH(气气换热器)和ESP(静电除尘器)前后的PM10进行采样并获得其粒径分布和排放质量浓度，采用扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)对PM10化学成分进行分析，采用离子色谱(IC)对颗粒物中水溶性阴离子进行测试。结果表明：烟气经过SCR后PM1的质量浓度增加了约10%，而PM12.5和PM2.510的质量浓度分别降低约19%和17%，同时PM10整体S元素含量增加；在SCR中SO2与NH3反应生成的NH4HSO4和(NH4)2SO4凝结形成颗粒物是导致PM1质量分数升高的主要原因，而PM10在SCR中的团聚长大以及沾污沉积是导致PM12.5和PM2.5-10质量分数降低的主要原因；烟气经过GGH后，PM1，PM12.5和PM2.5-10的质量分数降低，在此过程中，颗粒物的团聚长大是导致PM1质量分数降低的主要原因，而颗粒物在换热面的沾污沉积是导致PM12.5和PM2.5-10质量分数降低的主要原因；LLT-ESP(低低温静电除尘器)对PM10整体有较高的脱除效率(可达99.9%以上)，但对空气动力学直径约为1μm的PM脱除存在“逃逸窗口”，由于LLT-ESP对含S元素高的PM1脱除效率相对较低，且飞灰在LLT-ESP中可进一步发生SO3的凝结或硫酸盐化，导致烟气经过LLT-ESP后PM10中S元素的相对含量明显增加。

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工业可燃废气再燃低NOx排放实验研究及工程应用

作者(Author)：贾彦兵, 周托, 王志宁, 郭学茂, 黄中, 蔡晋

摘要：为利用工业可燃废气降低锅炉NOx原始排放质量浓度，通过建立高温管式炉再燃实验台，研究了工业可燃废气再燃过程中主燃区过量空气系数(0.9，1.0，1.1，1.2，1.3)、主燃区停留时间(0.6 s，0.8 s，1.0 s，1.2 s，1.4 s)、再燃燃料热量比例(0%，5%，10%，15%，20%)、再燃区温度(1 573 K，1 623 K，1 673 K，1 723 K，1 773 K)和再燃区停留时间(0.2 s，0.4 s，0.6 s，0.8 s，1.0 s)对NOx排放的影响。结果表明：优化主燃区过量空气系数、延长再燃区停留时间、增加再燃燃料热量比例及提高再燃区温度均可以有效增强再燃降低NOx排放的效果；在主燃区过量空气系数为1.0、再燃区停留时间为0.8 s、再燃燃料热量比例为15%及再燃区温度为1 773 K条件下，最高脱氮率达到35%。通过对130 t/h锅炉进行改造，在工业可燃废气再燃的条件下，炉内NOx排放质量浓度比改造前降低了29.8％，取得了良好的运行效果。

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废锅内颗粒相变模型建立与相变过程的数值计算

作者(Author)：张镓铄, 赵经纬, 杜常宗, 张祺, 山石泉, 周志军

摘要：气流床气化技术作为煤炭清洁高效利用的一种途径，在国内外广泛应用，然而以往的诸多气化炉模拟研究忽视了炉内颗粒流的潜热释放。针对气流床气化炉废锅内的煤灰颗粒相变进行了研究，基于煤灰特征温度、煤灰差示扫描量热法(DSC)以及等价比热法建立了熔融颗粒相变模型，该模型可以定量描述熔融颗粒的潜热释放速率以及进行颗粒温度的预测，将模型与计算流体动力学(CFD)耦合，并使用Fluent软件对高温熔融颗粒携带流的冷却过程进行了数值计算。结果表明：颗粒相变会在气化炉中局部区域提高射流速度，同时减弱气流速度的衰减趋势；煤灰相变释放的潜热可延缓中心射流温度和颗粒温度的下降，中心部分的射流和颗粒与无相变工况比较，温度高了约170 ℃，同时射流的外围回流区气温升高；射流衰减期会产生更多处于相变态的颗粒，在射流两侧以及壁面附近会积聚大量高温相变态颗粒，属于废锅内部的高危区域。

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2022年第03期

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分区控制式喷氨格栅脱硝系统流场及喷氨均匀性研究

作者(Author)：葛铭, 姚宣, 刘柱, 王鑫, 郭逍, 杨希刚, 胡珺, 火鸿宾, 贲晶晶, 王升佳

摘要：利用模拟和实验手段对某分区控制式喷氨格栅脱硝系统进行了研究，针对该脱硝系统优化后的流场结构进行模拟。结果表明：满负荷下催化剂层前的烟气流速分布不均匀度为6.75%，满足小于15%的要求，同时，催化剂前的烟气最大入射角度均小于10°；满负荷时省煤器出口A侧流速分布不均匀度为36.2%，B侧流速分布不均匀度为50.4%；脱硝出口A侧烟气流速分布不均匀度为12.0%，B侧流速分布不均匀度为11.1%，实验结果验证了模拟结果，流场优化后能够有效提高烟气流速分布的均匀度。对喷氨均匀性的模拟发现，在630 MW负荷下，该分区控制式喷氨格栅脱硝系统催化剂层前的氨氮物质的量比分布不均匀度能够降到5%以下；在630 MW负荷下，喷氨优化前脱硝出口A侧的NOx质量浓度分布不均匀度为49.3%，B侧的NOx质量浓度〖JP2〗分布不均匀度为65.1%。喷氨优化后，脱硝出口A侧的NOx质量浓度分布不均匀度为24.9%，B侧的NOx质量浓度分布不均匀度为22.2%；470 MW负荷下，脱硝出口A侧的NOx质量浓度分布不均匀度为25.2%，B侧的NOx质量浓度分布不均匀度为23.8%。实验结果表明：该分区控制式喷氨格栅系统能够有效提高喷氨均匀性，降低脱硝出口的NOx质量浓度分布不均匀度；喷氨优化调整后，脱硝出口的氨逃逸浓度控制在1μL/L以下。

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