[发明专利]研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统

说明书

一种研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统，它涉及一种中试系统。本发明为了解决现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃烧特性以及NOx的水平的问题。本发明的制粉系统(B)安装在锅炉本体(A)的煤粉喷入端，供风系统(C)安装在锅炉本体(A)的进风侧，冷却水系统(D)与锅炉本体(A)连接，污染物脱除系统(E)与锅炉本体(A)的尾部烟道(18)连接，飞灰取样装置(19)和烟气分析装置(20)与锅炉本体(A)的尾部烟道(18)连接。使用本发明能够获得半焦与煤粉的混合燃烧特性以及NOx生成特性，试验结果与实际情况相吻合。本发明用于研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放。

技术领域

本发明涉及一种中试系统。具体涉及一种用于研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统。

背景技术

现阶段90％半焦主要用于生产硅铁、电石，而随着应用市场份额缩减，导致半焦产量严重过剩。近些年有专家学者提出将半焦与煤混合送入锅炉燃烧，目前,多数研究是基于热重分析仪(TGA)来探讨半焦与煤的混合燃烧特性,主要存在以下三点不足：(1)试验样品处于固定状态，与锅炉内反应物颗粒的高速流动状态完全不同；(2)试验样品处于堆积状态，颗粒之间互相遮盖，影响颗粒表面的吸热，与炉内反应物颗粒悬浮、充分吸收热量的状态差别较大；(3)TGA设备升温速率一般小于50K/min，远小于锅炉内反应物燃烧时104K/S的升温速率，与真实反应情况不符。另外，部分学者采用小型反应器模拟半焦与煤的混合燃烧特性，与实际炉膛相比，反应器燃烧空间狭小，主要存在以下问题：(1)反应器内的空气动力场和颗粒换热与真实情况存在差异；(2)NOx生成与真实情况存在差异。

综上所述，现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃烧特性以及NOx的水平。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的试验装置无法真实反应锅炉内半焦与煤混合燃烧特性以及NOx的水平的问题。进而提供一种用于研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统。

本发明的技术方案是：一种研究热解半焦和煤协同燃烧特性及NOx排放的中试系统包括锅炉本体，它还包括制粉系统、供风系统、冷却水系统、污染物脱除系统、飞灰取样装置和烟气分析装置，制粉系统安装在锅炉本体的煤粉喷入端，供风系统安装在锅炉本体的进风侧，冷却水系统与锅炉本体连接，污染物脱除系统与锅炉本体的尾部烟道连接，飞灰取样装置和烟气分析装置与锅炉本体的尾部烟道连接。

进一步地，锅炉本体包括炉体、燃烧器、绝热模块、水冷模块、水平连接段、二次风空预器、一次风空预器、高温省煤器、低温省煤器和尾部烟道，炉体的上端由下至上依次安装有燃烧器、绝热模块和水冷模块，二次风空预器、一次风空预器、高温省煤器、低温省煤器和尾部烟道由上至下依次安装，水冷模块与二次风空预器之间通过水平连接段连接。

进一步地，制粉系统包括原煤粉仓、烘干滚筒、磨煤机、旋风分离器、回料风机、粉仓和螺旋给料机，原煤粉仓安装在烘干滚筒的输入端，并为烘干滚筒供料，烘干滚筒的输出端与磨煤机连接，磨煤机与旋风分离器连接，回料风机分别与磨煤机和旋风分离器连接，粉仓与旋风分离器连接，粉仓与燃烧器之间通过螺旋给料机连接。

进一步地，供风系统包括二次风机和一次风机，二次风机与二次风空预器连接，一次风机与一次风空预器，二次风机位于一次风机的上方。

进一步地，冷却水系统包括冷却塔和循环水泵，冷却塔与循环水泵连接，且冷却塔和循环水泵与锅炉本体的受热面连接。

进一步地，污染物脱除系统包括除尘器、风机、烟囱、浆液泵和脱硫塔，除尘器、风机、烟囱、浆液泵和脱硫塔依次连接，除尘器与尾部烟道的出烟口连接。

优选地，除尘器为布袋除尘器。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明的中试系统具有TGA设备或小型试验台无法比拟的优势：