水泥分解炉中煤焦悬浮态燃烧的动力学特性研究

摘要

煤的燃烧特性是水泥工业分解炉设计的重要依据，若不能加以掌握，分解炉设计和操作就存在很大的盲目性。
　　 煤的燃烧特性可以通过试验来测定，但测定结果可靠性取决于试验方法的合理性。以往采用热分析方法，样品呈堆积状态，难以很好地反映煤粉在悬浮状态下的燃烧规律。为充分反映煤粉悬浮态燃烧状况，试验条件需模拟分解炉工况，但完全模拟非常困难，如果追求真实模拟而将煤粉燃烧和生料分解合在一起进行，则难以观察单一物料的行为，通常分别研究煤粉和生料分解的高温行为。
　　 为获取粉体在悬浮态下的高温反应特征，自行开发出高温悬浮态反应试验台，它不仅能把物料加热到所需的高温，而且能保持物料在反应区域稳定地悬浮，比较真实地模拟工业反应过程，并能在线实时检测，其结果和反应器的形式无关，只与物料本身的特性有关。本文对不同煤种、温度、反应环境的CO2浓度、粒径等条件下进行了烟煤煤焦和无烟煤煤焦悬浮态燃烧试验，探讨影响燃烧速率的因素；对新密无烟煤焦、西安烟煤焦开展动力学特性研究，将不同温度下燃尽率与时间的关系曲线与已知模型进行拟合，借助相关性系数选取最佳的燃烧模型。通过此种方法获得新密煤焦、西安煤焦的燃烧模型，并根据所求理论模型数据与实验数据比较吻合良好，说明求取模型的方法具有可靠性，所得规律对于分解炉的设计和操作有重要的指导意义。