CN109030707A - 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 - Google Patents
微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109030707A CN109030707A CN201810756795.7A CN201810756795A CN109030707A CN 109030707 A CN109030707 A CN 109030707A CN 201810756795 A CN201810756795 A CN 201810756795A CN 109030707 A CN109030707 A CN 109030707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- controllable high
- temperature
- coal dust
- temperature reaction
- volatile matter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000010304 firing Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/12—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using combustion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
- G01N33/222—Solid fuels, e.g. coal
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统。现阶段无法准确预判煤粉燃烧时NOx的原始排放量。一种煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性的可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置（1），精密微量给料装置（2），可控高温反应装置（3），智能步进取样装置（4），玻璃纤维滤筒（5），抽气装置（6）在线分析装置（7），分布式控制系统（8），配气系统（9），可控高温预热装置分别与配气系统和可控高温反应装置连接，配气系统和可控高温反应装置分别与精密微量给料装置连接。本发明应用于煤粉燃烧时NOx排放量的预测。
Description
技术领域：
本发明涉及一种煤微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统。
背景技术：
煤粉燃烧时NOX的生成受多种因素共同影响，因此NOx排放量的预判极难，最重要的原因之一是煤氮在挥发分和焦炭中的分布难以确定。目前煤中挥发分含量通常采用工业分析仪测量，但该方法存在两点不足：1）煤粉处于固定堆积状态，煤粉颗粒互相遮挡，处于内部的煤粉无法充分反应；2）升温速率低，仪器的升温速率一般小于50K/min，然而实际煤粉燃烧时升温速率为1104K/S，二者相差甚远。更为重要的是，目前针对氮在挥发分和焦炭中的分布仍没有准确的测量手段和装置，只能利用元素分析仪对煤中整体氮元素含量进行测量。基于上述原因，现阶段无法准确预判煤粉燃烧时NOx的排放量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，可获得煤粉燃烧最大挥发分释放量、氮在挥发分和焦炭中的分布，结合仿真技术准确预判煤粉燃烧NOx的排放量，该发明结果可指导低NOx燃烧技术的开发以及相关设备的研制工作。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置，精密微量给料装置，可控高温反应装置，智能步进取样装置，玻璃纤维滤筒，抽气装置，在线分析装置，分布式控制系统，配气系统，所述的可控高温预热装置分别与所述的配气系统和所述的可控高温反应装置连接，所述的配气系统和所述的可控高温反应装置分别与所述的精密微量给料装置连接，所述的可控高温预热装置和所述的可控高温反应装置之间连接有所述的分布式控制系统，所述的可控高温反应装置通过智能步进取样装置与所述的玻璃纤维滤筒和抽气装置连接，所述的抽气装置与所述的在线分析装置连接。
所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的可控高温预热装置选用耐高温材料，其最高加热温度可达1873K，所述的可控高温预热装置内布置蓄热组件。
所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的精密微量给料装置采用电磁振动机构精密控制给料量，极限值达到0.03g/min。
一种所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，该方法包括如下步骤：
首先，保护气经可控高温预热装置与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入可控高温反应装置，物料载气体通入精密微量给料装置，携带煤粉进入可控高温反应装置，与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置的作用下，固、气态产物经由智能步进取样装置分别进入玻璃纤维滤筒和在线分析装置，针对反应产物进行总包分析，获得挥发分释放量、氮在挥发分及焦炭中的分布，结合仿真计算技术准确预判煤粉燃烧NOX的原始排放量。
所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，可控高温预热装置内的保护气与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入所述的可控高温反应装置；当物料载气体通入所述的精密微量给料装置内时，携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合。
所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，物料载气体通入所述的精密微量给料装置携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置的作用下，固、气态产物经由智能步进取样装置分别进入所述的玻璃纤维滤筒和所述的在线分析装置。
本发明的有益效果：
1.本发明突破传统实验方法，自主研发并建成可控高温单颗粒反应系统，模拟煤粉高温快速反应过程，获得挥发分释放量及氮在挥发分和焦炭中的分布，准确预判煤粉燃烧NOx的排放量。
本发明与传统金属预热器相比较，本系统的可控高温预热装置选用耐高温材料，最高加热温度可达1873K，装置内布置蓄热组件，大幅提升换热效率，使保护气体迅速升温。
本发明微量给料装置采用电磁振动机构精密控制给料量，极限值可以达到0.03g/min，煤粉在可控高温反应装置内部处于单颗粒流动状态，解决了固定堆积状态颗粒之间互相影响这一问题，确保煤粉迅速完全反应。
本发明采用智能步进取样装置实现任意位置取样，用于研究不同停留时间下煤粉的反应特性，同时该装置采用创新结构具备阻燃功能，煤粉进入该装置后迅速淬熄，有效防止发生二次反应。
本发明突破传统试验方法，创新设计多个实验装置，在高温快速反应条件下，获取煤粉燃烧时挥发分释放量、氮在挥发分及焦炭中的分布，准确预判煤粉燃烧时NOx的排放量。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
图中：1、可控高温预热装置，2、精密微量给料装置，3、可控高温反应装置，4、智能步进取样装置，5、玻璃纤维滤筒，6、抽气装置，7、在线分析装置，8、分布式控制系统，9、配气系统。
具体实施方式：
实施例1：
一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置1，精密微量给料装置2，可控高温反应装置3，智能步进取样装置4，玻璃纤维滤筒5，抽气装置6，在线分析装置7，分布式控制系统8，配气系统9，所述的可控高温预热装置分别与所述的配气系统和所述的可控高温反应装置连接，所述的配气系统和所述的可控高温反应装置分别与所述的精密微量给料装置连接，所述的可控高温预热装置和所述的可控高温反应装置之间连接有所述的分布式控制系统，所述的可控高温反应装置的底部与所述的可控高温反应装置连接，所述的可控高温反应装置与所述的在线分析装置连接。
实施例2：
根据实施例1所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的可控高温预热装置内的保护气与蓄热组件充分换热达到设定温度，通入所述的可控高温反应装置。
实施例3：
根据实施例1或2所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，当物料载气体通入所述的精密微量给料装置内时，携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合。
实施例4：
根据实施例1或2或3所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，物料载气体通入精密微量给料装置携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置作用下，经由所述的智能步进取样装置固、气态产物分别进入所述的玻璃纤维滤筒和所述的在线分析装置。
实施例5：
根据实施例1或2或3或4所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的可控高温预热装置选用耐高温材料，其最高加热温度可达1873K，所述的可控高温预热装置内布置蓄热组件。
实施例6：
根据实施例1或2或3或4所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，所述的精密微量给料装置采用电磁振动机构精密控制给料量，极限值达到0.03g/min。
Claims (6)
1.一种微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其组成包括：可控高温预热装置，精密微量给料装置，可控高温反应装置，智能步进取样装置，玻璃纤维滤筒，抽气装置，在线分析装置，分布式控制系统，配气系统，其特征是：所述的可控高温预热装置分别与所述的配气系统和所述的可控高温反应装置连接，所述的配气系统和所述的可控高温反应装置分别与所述的精密微量给料装置连接，所述的可控高温预热装置和所述的可控高温反应装置之间连接有所述的分布式控制系统，所述的可控高温反应装置通过智能步进取样装置与所述的玻璃纤维滤筒和抽气装置连接，所述的抽气装置与所述的在线分析装置连接。
2.根据权利要求1所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其特征是：所述的可控高温预热装置选用耐高温材料，其最高加热温度可达1873K，所述的可控高温预热装置内布置蓄热组件。
3.根据权利要求1或2所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统，其特征是：所述的精密微量给料装置采用电磁振动机构精密控制给料量，极限值达到0.03g/min。
4.一种权利要求1—3之一所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
首先，保护气经可控高温预热装置与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入可控高温反应装置，物料载气体通入精密微量给料装置，携带煤粉进入可控高温反应装置，与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置的作用下，固、气态产物经由智能步进取样装置分别进入玻璃纤维滤筒和在线分析装置，针对反应产物进行总包分析，获得挥发分释放量、氮在挥发分及焦炭中的分布，结合仿真计算技术准确预判煤粉燃烧NOX的原始排放量。
5.根据权利要求4所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，其特征是：可控高温预热装置内的保护气与陶瓷蓄热组件充分换热达到设定温度，通入所述的可控高温反应装置；当物料载气体通入所述的精密微量给料装置内时，携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合。
6.根据权利要求4或5所述的微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统的反应方法，其特征是：物料载气体通入所述的精密微量给料装置携带煤粉进入所述的可控高温反应装置与加热后的高温保护气充分混合，在抽气装置的作用下，固、气态产物经由智能步进取样装置分别进入所述的玻璃纤维滤筒和所述的在线分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810756795.7A CN109030707A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810756795.7A CN109030707A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109030707A true CN109030707A (zh) | 2018-12-18 |
Family
ID=64641335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810756795.7A Pending CN109030707A (zh) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109030707A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0280335A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | The Perkin-Elmer Corporation | Analysis of organic material |
| JP2004125327A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Kobe Steel Ltd | 微粉炭供給方法およびその装置 |
| CN101038276A (zh) * | 2006-03-15 | 2007-09-19 | 鞍钢股份有限公司 | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 |
| CN104764852A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-08 | 辽宁科技大学 | 一种煤粉燃烧率的可视化检测方法 |
| CN105605922A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-05-25 | 华中科技大学 | 一种物料超高速升温系统 |
| CN105842386A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-10 | 扬州大学 | 消除燃煤污染物排放的两段分离式试验系统 |
-
2018
- 2018-07-13 CN CN201810756795.7A patent/CN109030707A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0280335A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-08-31 | The Perkin-Elmer Corporation | Analysis of organic material |
| JP2004125327A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Kobe Steel Ltd | 微粉炭供給方法およびその装置 |
| CN101038276A (zh) * | 2006-03-15 | 2007-09-19 | 鞍钢股份有限公司 | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 |
| CN104764852A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-08 | 辽宁科技大学 | 一种煤粉燃烧率的可视化检测方法 |
| CN105605922A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-05-25 | 华中科技大学 | 一种物料超高速升温系统 |
| CN105842386A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-10 | 扬州大学 | 消除燃煤污染物排放的两段分离式试验系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206258335U (zh) | 燃料快速燃烧特性分析装置 | |
| CN104634922B (zh) | 一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置及测试方法 | |
| CN101799242B (zh) | 一种可控快速升温热天平反应炉 | |
| CN204594950U (zh) | 用于固体燃料燃烧检测分析的定容燃烧系统 | |
| CN103543237A (zh) | 微型双床固体燃烧解耦燃烧反应动力学分析仪 | |
| CN101701770A (zh) | 高炉初渣实验方法及初渣实验炉 | |
| CN102393403B (zh) | 一种含高浓度co尾气燃烧特性检测装置及其方法 | |
| WO2015158170A1 (zh) | 一种基于原位解耦的气固反应分析装置及分析方法 | |
| CN203117176U (zh) | 简易可视两用煤自燃试验装置 | |
| CN1707561A (zh) | 一种模拟火灾烟气释放装置 | |
| CN203191273U (zh) | 一种用于燃煤性能测试的热重分析装置 | |
| CN104880479A (zh) | 一种两段式固体燃料分级反应动力学分析设备 | |
| CN109030707A (zh) | 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 | |
| CN204649556U (zh) | 耐火材料定型制品的抗热震性能评价装置 | |
| CN103486849B (zh) | 一种可变气氛水泥熟料煅烧回转窑试验设备 | |
| CN207248805U (zh) | 粉尘燃烧危险性的分级装置 | |
| Heuer et al. | Determination of devolatilization kinetics in inert and CO2-enriched atmospheres in a plug flow reactor | |
| CN105823863A (zh) | 一种基于恒温热重分析的煤质在线工业分析测量方法 | |
| Valiullin et al. | Low temperature combustion of organic coal-water fuel droplets containing petrochemicals while soaring in a combustion chamber model | |
| CN106383071A (zh) | 一种固体颗粒系高温热辐射特性测量装置 | |
| CN202792964U (zh) | 外加热小型烧结中断实验炉 | |
| CN104818034B (zh) | 一种控制焦炉氮氧化物生成的自动调节方法及装置 | |
| CN216051722U (zh) | 一种快速表征煤灰沾污特性的装置 | |
| CN113624907B (zh) | 一种点燃实验模拟装置 | |
| CN208313922U (zh) | 一种超低挥发分碳基燃料变压力燃烧与排放特性试验台系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181218 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |