第3期選煤技術No. 32001年6月COAL PREP ARATION TECHNOLOGYJun 2001獵駟水猓漿的盎燒李紅楓王新國支獻華(中國礦業(yè)大學北京校區(qū)北京市100083)李紅妹(密山市教師進修學校黑龍江省密山市158300摘要以實驗為依據(jù),描述了精細水煤漿霧化、燃燒的過程,證明了精細水煤漿具有完全替代柴油然用的功效關鍵詞精細水煤漿霧化旋流式燃燒器中圖分類號:TQ5344文獻標識碼:A緒論般情況,精細水煤漿是指制漿所用煤粉的灰世界石油價格的持續(xù)升溫,使發(fā)展中國家的經(jīng)分A≤1%,粒度≤30pm,漿的質(zhì)量濃度50%濟安全受到嚴重的威脅,美、日等國也紛紛拋出戰(zhàn)5%,粘度≤300mPa·s,漿的穩(wěn)定性高(≥1個月略儲備油,來緩解石油價格對經(jīng)濟的壓力,同時無硬沉淀),熱值大于14.63M以上的煤水混合各國加緊了尋找可再生能源和可替代石油的燃料的物。可見精細水煤漿是水煤漿精品,具有灰分極步伐。水煤漿便是一種可替代石油的煤基代油燃低,粒度很細,熱值高,粘度適中,流動性好,穩(wěn)料。在我國發(fā)展水煤漿技術,其社會效益和經(jīng)濟效定性高等特點益更明顯,其原因是:①貧油富煤是我國的國情,本實驗使用的是大同煤,煤的內(nèi)在水分245%,石油的儲量已經(jīng)使我們不能把它僅僅作為燃料而燒經(jīng)過多級分選和篩磨,其灰分A=0.7%;經(jīng)過掉;②我國科技工作者經(jīng)過20年的攻關、研究,水rasterIzer X激光粒度分析儀的分析,其體積平均煤漿的加工工藝及技術,在某些方面已經(jīng)居于世界粒度為076um,粒度分布情況見表】。所制備的精領先水平;③我國是煤炭生產(chǎn)、消費大國,煤炭深細水煤漿濃度為5001%,分散劑含量100%,穩(wěn)定加工技術、設備成熟,已經(jīng)能夠獨立完成各檔次的劑0.25%,粘度150mPa·s,熱值約15.05MJ。水煤漿加工;④我國可生產(chǎn)水煤漿的煤種多而齊表1粒度分析全,價格偏低,勞動力和添加劑的成本低,所以水含址/%90100煤漿的價格與發(fā)達國家相比是低壕的:⑤水煤漿的直徑/m0510743312204生產(chǎn)、儲運和燃用都有利于環(huán)境保護等等。該文提出了精細水煤漿的特性,以精細水煤漿的霧化燃燒實驗為例,說明了用精細水煤漿替代柴油燃用是完供漿系統(tǒng)和霧化實驗全可行的。31精細水煤漿的霧化方法精細水煤漿霧化的目的是力圖增加單位重量燃2精細水煤漿的特性料的表面積,以促進蒸發(fā),同時使霧化流向適當?shù)淖髦喗槔詈鐥髂?37歲,196年畢業(yè)于西隋交通學萬向分散,促進與周圍空氣的混合,以提高燃燒強收稿日期:2000-11-16河北建科特學院在眼博十牛?，F(xiàn)從事礦物加工專業(yè),研度和燃燒效率口。算3期李紅楓等:精細水煤漿的燃燒201年6月25日表性的有以下幾類:①將液體加壓,由噴頭高速噴理圖如圖1所示。根據(jù)燃漿量,計算出燃燒器內(nèi)徑出的油壓噴霧型:②借助于空氣或蒸汽等流體的噴為0125m,體積為0245m3流,使液體燃料霧化的二流體噴霧型;③將液體燃料供給高速旋轉(zhuǎn)的杯或圓板,借助于離心力使其霧RAY化的旋轉(zhuǎn)型;④使兩種液體燃料相互沖擊,或者液再排體燃料沖擊金屬板,而進行霧化的對沖噴霧型:⑤水煤旅+化空氣借助于聲波、超聲波等的作用,使液體燃料振動,而進行分裂霧化的振動霧化型;⑥將液體燃料加以圖1燒原圖高壓靜電,使其霧化的靜電型,等等。42柴油點火過本實驗采用的霧化方法為方法(2),實驗情由于精細水煤漿的冷態(tài)點火困難,所以采用燃況如下所述柴油預熱點火,其過程如下:將柴油注入油罐中,3.2供漿系和供漿實驗加04MPa左右的空氣壓力,使其霧化,插入燃燒供漿系統(tǒng)采用壓力輸送,即利用壓縮空氣鋼瓶器內(nèi)點燃,同時加一次配風,引導火焰旋轉(zhuǎn),再增的氣壓,將儲漿鋼瓶中的精細水煤漿壓擠,進入噴加二次配風,使柴油充分燃燒。槍。根據(jù)燃燒漿,用手動閥門調(diào)節(jié)壓縮空氣鋼瓶43柴油精細水煤漿混燃過程的出口壓力,達到控制燃漿量。經(jīng)實驗觀察,精細當柴油燃燒加熱溫度接近1200℃時,將準備好水煤漿的供漿系統(tǒng)工況良好。的供漿、霧化裝置與噴嘴連接好,插入噴漿孔,在33主要霧化設備減少噴油量的同時,開啟供漿、霧化裝置和打開噴噴嘴選用中120mm的內(nèi)混式噴嘴,經(jīng)測試,嘴開關,此時會出現(xiàn)“轟”聲和爆燃現(xiàn)象,燃燒器漿體在04MPa壓力下,精細水煤漿的流量可達到內(nèi)的火焰迅速增加,煙氣量也有所增加,適當調(diào)整10kgh,能滿足實驗要求?？諌簷C釆用的是容量為噴油量、噴漿量和配風量,使燃燒器內(nèi)的燃燒達到10kg,出口最大壓力為07 7MPa,功率為1.kW的最充分XINBAO牌空壓機。44精細水煤漿的燃燒過程霧化實驗是在室外進行的,在壓縮空氣鋼瓶的經(jīng)過點火、混燃過程的旋流燃燒器,其內(nèi)部溫出口壓力為04MPa、空壓機的出口壓力為04MPa.度已達到0℃以上,關閉供油閥,取出油槍,精的情況下,精細水煤漿的霧化質(zhì)量良好,霧炬角約細水煤漿能夠穩(wěn)定地燃燒,適當調(diào)整配風,使燃燒霧炬長度約13m達到最佳狀態(tài)。34寡化情況分析精細水煤漿以霧炬的形式噴入爐膛,受到高溫在04MP的煤漿壓力、0MPa的壓縮空氣煙氣的對流及輻射作用,被高速加熱,霧炬經(jīng)歷了下,由于精細水煤漿的粒度細(100%≤22.04加熱,水分析出,軟化結團,霧炬擴散,揮發(fā)分析μm),粘度適中(150mPa·s),選用內(nèi)混式噴出燃燒,焦炭燃燒等過程,精細水煤漿因含水量嘴,所以很容易使?jié){滴破碎成細滴,霧化效果良大,水分析出所用的時間比煤粉燃燒所占時間略好,滿足了燃燒的要求。長,但仍為毫秒級,水分析出占總的燃燒時間的0%~05%;精細水煤漿霧炬的結團現(xiàn)象,已經(jīng)4精細水煤漿的燃燒實驗被多個實驗所證實,在煤漿結團和破碎階段,煤團中存在著粘著力和熱膨脹力,隨著煤漿溫度的不斷4l旋流式燃燒器簡介提高,最終熱膨脹力克服粘著力而使煤團破碎,霧水煤漿在燃燒器內(nèi)的熱傳遞是以對流換熱和輻炬擴散并使揮發(fā)分析出燃燒:隨著燃燒強度的進射換熱為主,所以為了增加換熱面積,選用了旋流步提高,焦炭燃燒直至燃盡式燃燒器。旋流式燃燒器由于旋流的作用,使水煤漿的運動軌跡變長,同時也是山于旋流的作用,使5結論中心形成負壓腔,增加了高溫煙氣的回流量,使水煤漿的燃燒更加允分,造成良性燃燒。燃燒器的原從價格上講精細水煤漿在水煤漿中價格最高,在生產(chǎn)地售價約600~700元/t;它的熱值能達到下,完全代替柴油燃用,無論從經(jīng)濟效益還是社會1463Mt以上,即3t精細水煤漿的發(fā)熱量相當于lt效益講,它的重要作用不能低估。柴油的發(fā)熱量,而價格卻是柴油的三分之二(以柴油現(xiàn)價3000元∧計算),在獲得等發(fā)熱量的情況1陳樹義,張麗鈐燃料燃燒及燃燒裳置北京:冶盒工業(yè)出版下,燃用精細水煤漿成本比燃用柴油節(jié)省三分之社,1985,其經(jīng)濟效益可觀;精細水煤漿的燃燒效率高,2張兆順,崔桂膏流體力學北京清華大學出嬴社199可達到99%;由于精細水煤漿的灰分低,若燃燒控岑可法,姚強等煤漿尷燒、瀛動,傳熱和氣化的理論與制得好并且適當配以除塵,其燃燒排放不是問題應用技術杭州浙江大學出版社1997另外,因為水煤漿的燃燒溫度比煤的其他方式燃燒4胡震崗,糞信儀燃料與艦燒理論北京清華大學出版社溫度低100~200℃,其NO的排放比其他方式低,可5許洪元,羅先武料因液泵,北京:清華大學出瓶社減少溫室效應。2000由于精細水煤漿的特性,使它能夠在現(xiàn)有條件(收稿日期:2000116責任編輯:刁乃秋)