循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳的研究

论文摘要

随着循环流化床锅炉的总体装机容量和单机容量的逐年提高,其产生的飞灰的综合利用也引起了广泛的关注和研究。本文借鉴了刚刚起步的煤粉锅炉飞灰高压静电脱碳技术的研究成果,系统研究了循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳技术的可行性、高压静电脱碳设备的运行参数和结构参数对循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳的分离效果的影响和特定给粉方式下飞灰的荷电特性。本文首先调查研究了煤中的矿物质在循环流化床锅炉中温燃烧条件下的转化反应过程和循环流化床锅炉飞灰的矿物质组成与煤粉锅炉飞灰不同之处。循环流化床锅炉飞灰的矿物质大多保持原煤矿物质的晶体结构;痕量元素基本粘污在循环流化床锅炉飞灰表面;循环流化床锅炉飞灰中玻璃体含量很少,只是在石灰石脱硫的循环流化床锅炉的飞灰中有一定量的呈现,其玻璃体多与晶体结构共生,并有明显的过渡带。同时通过对收集到的国内10种循环流化床锅炉飞灰的筛震分离预测试验、重液分离试验和初始流态化校荷试验来研究循环流化床锅炉飞灰中可燃碳与矿物质是否是相对分离分布的。结果表明8种循环流化床锅炉飞灰中可燃碳与矿物质是相对分离分布的,因而证明循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳是可行的。本文借鉴煤粉锅炉飞灰高压静电脱碳的研究成果,建立了循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳试验台。在此试验台上对8种可燃碳与矿物质相对分离分布的循环流化床锅炉飞灰进行高压静电脱碳研究。试验结果表明高压静电脱碳的效果随着高压静电分离室外电场强度的增加、送粉风量的减少和高压静电分离室入口宽度的减少而改善。通过对试验结果的分析整理,本文提出了摩擦分散给料器出口飞灰矿物质颗粒与可燃碳颗粒的荷电量分布模型,对高压静电分离室内的复合场进行了数值分析计算,并与试验结果进行了对比,验证了模型的正确性和适用性。最后本文调查研究了空气介质击穿电压、飞灰颗粒的团聚和飞灰中可燃碳与矿物质的相对分离程度对循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳的试验和模型数值分析的影响。课题研究表明:循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳具有可行性、其脱碳效果具有可控性和可预见性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关研究现状
• 1.3 本文研究的内容
• 第2章 CFB 飞灰可燃碳与矿物质的存在
• 2.1 CFB 锅炉中矿物质在燃烧过程中的反应
• 2.2 CFB 飞灰的组分特点
• 2.3 重液分离试验
• 2.4 烧失量方法（LOI）测量循环流化床锅炉飞灰碳的系统误差分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 主要试验装置设计
• 3.1 试验装置工作原理
• 3.2 试验装置的使用
• 3.3 试验装置设计时的考量
• 第4章 CFB 飞灰高压静电脱碳
• 4.1 外电场强度对分离效果的影响
• 4.2 送粉风量对分离效果的影响
• 4.3 送粉量的影响
• 4.4 结构参数对分离效果的影响
• 4.5 本章小结与分析
• 第5章 试验结果的数值分析
• 5.1 摩擦分散给料器出口飞灰颗粒群的荷电模型
• 5.2 场的描述
• 5.3 试验结果与数值分析的比较
• 5.4 本章小结
• 第6章 模型的局限性
• 6.1 飞灰颗粒的团聚
• 6.2 介质击穿电压
• 6.3 飞灰可燃碳与矿物质相对分离程度的影响
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果