煤种开展"炉内渗烧"混煤燃烧试验，具体为： W28] (1)选取2个不同煤种，运里选择高挥发分煤种HV-coal和低挥发分煤种 LV-coal，将之制备成符合一定要求的煤粉，煤种工业分析及元素分析如表1所示。
[0029]表1煤种工业分析及元素分析（空气干燥基）
[00川 似取一定量上述2种煤粉，高挥发分煤种HV-coal由给粉管2送入炉内，低挥发 分煤种LV-coal由给粉管1送入炉内，两根管的质量流量保持一致，分别设置给粉一次风管 在炉内的长度差异AL为0、50、100、150mm、 阳03引（3)工况2,取一定量上述2种煤粉，高挥发分煤种HV-coal由给粉管1送入炉内， 低挥发分煤种LV-coal由给粉管2送入炉内，两根管的质量流量保持一致，分别设置给粉一 次风管在炉内的长度差异AL为0、50、100、150mm。
[0033]表2各工况设置
[0034]
[0035] 上述8个工况（如表2所示）保持总风量和配风方式相同，均采用"炉内渗烧"方 式。将8个工况进行相关试验数据的测量和统计，对比后找到优化的混烧策略信息。
[0036]W该沉降炉为平台，对上述8个工况开展混煤燃烧试验，图3为混煤燃烧试验燃尽 率结果。A组4个工况和B组4个工况的区别在于高、低挥发分煤种从不同给粉管送入炉 内。结果表明，（1)相同的一次风管长度差异AL下，低挥发分煤种LV-coal延迟送入炉内 比高挥发分煤种HV-coal延迟送入炉内的混煤燃尽率要高；（2)高挥发分煤种HV-coal由 给粉管2送入炉内，低挥发分煤种LV-coal由给粉管1送入炉内时，随着給粉管长度差异的 增加而混煤燃尽率有所下降；（3)高挥发分煤种HV-coal由提前送入炉内时，随着給粉管长 度差异的增加而混煤燃尽率有所增加。运主要是因为在混煤燃烧中存在促进与抑制两种交 互作用；高挥发分煤种化-coal由给粉管1送入炉内，低挥发分煤种LV-coal由给粉管2送 入炉内时，高挥发分煤会先于低挥发煤与氧气接触开始反应，随着給粉管长度差异的增加， 高挥发分煤优先燃烧的程度也逐渐增加，此时低挥发分煤的着火独立性越来越高，受到的 高挥发煤着火提高燃烧区域溫度的帮助越来越弱；而从抑制作用角度分析，高挥发分煤会 先于氧气接触反应，随着給粉管长度差异增加，低挥发分煤与氧气接触的时间越晚，低挥发 分煤的燃烧过程中抑制作用中的主要因素氧气反而越来越充足，"高挥发分煤抢风现象" 也会随着混煤混合时间的增加而逐步被削弱。并且可W看出随着給粉管长度差异增加，炉 内渗烧方式会抑制影响混煤燃烧中存在的促进、抑制作用，但并不能改变两者竞争过程中 所占据的地位。
[0037] 不同煤种延迟送入的炉内混煤NOx排放特性对比。可W看出，将低挥发分煤提前 送入沉降炉后（低挥发分煤由1号管送入;A-1、A-2、A-3、A-4)，随着給粉管长度差异的增 加，混煤的NOx排放量逐步下降，但下降程度相比低挥发分煤延后送入沉降炉的工况（低 挥发分煤由2号管送入巧-1、8-2、8-3、8-4)側义降低程度小。运是由于高挥发分煤延迟进 入沉降炉中着火燃烧，随着混煤混合时间的增加，消耗氧气增大同时使短給粉管延迟进入 沉降炉的低挥发分煤的燃烧区域欠氧程度加深，还原性增加，逐渐增加的高挥发分煤生成 的NOx会与低挥发分煤热解生成的HCN、NH3等中间产物反应被还原为N2。与低挥发分煤提 前送入沉降炉的工况进行比较，一方面经由短給粉管进入沉降炉的低挥发分煤燃烧性能较 差，燃烧时热解产生的HCN、NHs等中间产物的浓度也相比高挥发分煤提前送入沉降炉的工 况低，另一方面由于低挥发分煤的剧烈燃烧而使短給粉管出口处燃烧区域的还原性会更强 一些，两者比较可W说明HCN、NHs等中间产物的浓度运个因素的影响程度更大。
[0038] 从上面的结果可W看出，虽然在两大组实验中都延迟了两煤种在炉内的混合时 间，且混合时间对混煤燃尽率及NOx排放影响较大，但明显可W看出低挥发分煤延迟送入 炉内更能达到高效低污染物燃烧的目的。当高挥发分煤提前送入炉内燃烧，低挥发分煤延 迟送入炉内时，随着长度差异AL增大（即增加两种煤的混合时间），混煤燃尽率是逐渐增 加的，同时其NOx排放量是逐渐降低的；当低挥发分煤提前送入炉内燃烧，高挥发分煤延迟 送入炉内时，随着长度差异AL增大（即增加两种煤的混合时间），NOx排放量是逐渐降低 的，但其混煤燃尽率同时逐渐降低，运对燃烧的经济性是不利的。由W上的试验可得到混 煤燃烧优化策略，一方面，延迟两种差异性较大的不同煤种在炉内的混合时间对混煤的燃 尽是有利的；另一方面，就两煤种送入炉内方式而言，低挥发分煤延迟送入炉内更能达到高 效低污染物燃烧的目的。
[0039] 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不 用W限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改 进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
【主权项】
1. 用于含碳固体燃料混燃特性测试的沉降炉装置，其特征在于，包括沉降炉炉体、给粉 管道组件和烟气输出组件；所述沉降炉炉体的一端为风粉入口端，另一端为烟气出口端，所 述风粉入口端连接所述给粉管道组件，所述烟气出口端连接烟气输出组件； 所述给粉管道组件包括两根一次风粉管、一根二次风管和入口水冷段，所述两根一次 风粉管用于向所述沉降炉炉体内送入燃料，所述二次风管用于向所述沉降炉炉体内送入氧 气以助燃，所述入口水冷段用于对风粉管和二次风管换热降温； 所述烟气输出组件包括出口水冷段、灰收集装置和烟气出口，所述出口水冷段的一端 连通所述沉降炉炉体的烟气出口端，另一端连通灰收集装置和烟气出口，水冷段用于对输 出的烟气换热降温，灰收集装置用于收集烟气中的灰渣，烟气出口用于排出烟气。2. 根据权利要求1所述的含碳固体燃料混燃特性测试的沉降炉，其特征在于，所述沉 降炉炉体内设有反应管，炉体为多段式加热，每一段均安装有热电偶。3. -种应用权利要求1或2所述沉降炉的含碳固体燃料混燃特性试验方法，其特征在 于，包括以下步骤： 炉内掺混方式和掺混比例恒定下的测试步骤：两种不同含碳固体燃料分别从两根一次 风粉管送入沉降炉炉体内燃烧，通过改变两根一次风粉管的长度差，实现对两种不同含碳 固体燃料在炉内的混合时间的控制，从而完成不同含碳固体燃料在炉内的混合时间对混合 燃料燃烧特性影响的试验； 炉内掺混方式和一次风粉管长度差恒定下的测试步骤：改变两种含碳固体燃料在炉内 的掺混比例，完成不同含碳固体燃料在炉内的掺混比例对混合燃料燃烧特性影响的试验； 炉外掺混方式的测试步骤：关闭一根一次风管，不同含碳固体燃料按一定比例混合后 通过另一根一次风粉管送入炉内燃烧，完成不同含碳固体燃料炉外混合比例对混合燃料燃 烧特性影响的实验。
【专利摘要】本发明公开了一种用于含碳固体燃料混燃特性测试的沉降炉装置及方法，装置包括沉降炉炉体、给粉管道组件和烟气输出组件；沉降炉炉体的风粉入口端连接给粉管道组件，烟气出口端连接烟气输出组件；给粉管道组件包括两根长度差可调整的一次风粉管、一根二次风管和入口水冷段；所述烟气输出组件包括出口水冷段、灰收集装置和烟气出口。应用本发明提供的沉降炉装置，可进行不同含碳固体燃料在“炉内”和“炉外”两种掺混方式下混燃特性的研究，同时可实现在不同含碳固体燃料在不同掺烧比例和不同混合时间下混燃特性的研究。本发明结构简单，实现起来方便有效，相比现有的沉降炉，可以更加全面的模拟实际工业条件下含碳固体燃料的混烧。
【IPC分类】F23C5/08
【公开号】CN105423284
【申请号】CN201510765135
【发明人】方庆艳, 马仑, 葛江, 赵斯楠, 张 成, 陈刚
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月11日