改质煤焦油燃烧特性研究

摘要

为了降低工业生产的成本，节省燃料油费用，人们开始利用煤焦油代替重油作为燃料。但是一般情况下，煤焦油燃烧效率不高，输送较困难，污染物排放较多，余热损失大。为了深入了解煤焦油的燃烧特性，本文以煤焦油为研究对象，利用添加剂配比出不同的改质煤焦油。通过改质试验，分析了改质煤焦油的稳定性和黏度特性。利用热重实验推导出不同配比的改质煤焦油的TG曲线、DTG曲线以及DSC曲线。根据三种曲线，分析了改质煤焦油热失重过程，包括对样品失重速率和放热速率的研究。并利用数学方法求取了热动力学主要参数—活化能E。利用改质煤焦油进行了燃烧室内燃烧实验和室外点火实验通过对改质煤焦油的燃烧火焰和排烟情况进行观察，得出改质煤焦油燃烧火焰温度高，且没有生成浓烟。通过对改质煤焦油的烟气成分测量发现，其污染物的排放并不比其他油品高，基本可以代替重油，用于工业生产。利用FLUENT软件模拟了改质煤焦油在燃烧室内的燃烧状况，分析了不同氧含量的助燃气体对燃烧室内的速度场、压力场、温度场的影响。在不同氧含量条件下，火焰剖面中心均有环流出现，火焰空间上下部分气流速度相对较大，火焰形状与长度也因含氧量的不同而不同;随着氧含量的增加火焰温度的最高点升高，燃烧室前端温度越高;缺氧燃烧和过氧燃烧都会导致燃烧室内部压力梯度增大。