垃圾焚烧飞灰复配焦粉熔融过程特性及节能优化

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作者 李鹏飞 赵文强 +1 位作者 杨凤玲 张培华 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期483-493,共11页

近年来,我国生活垃圾无害化处理能力逐年提升,生活垃圾焚烧处理量逐步加大,垃圾飞灰量也显著增加。将工业副产焦粉与垃圾焚烧飞灰复配熔融处理,利用焦粉燃烧为熔融过程提供部分热量,降低垃圾飞灰熔融处置过程能耗。通过分析熔渣物相组... 近年来,我国生活垃圾无害化处理能力逐年提升,生活垃圾焚烧处理量逐步加大,垃圾飞灰量也显著增加。将工业副产焦粉与垃圾焚烧飞灰复配熔融处理,利用焦粉燃烧为熔融过程提供部分热量,降低垃圾飞灰熔融处置过程能耗。通过分析熔渣物相组成、微观形貌及重金属浸出特性,探究不同复配比例及冷却条件下,熔融过程特性及熔渣中重金属固化效果。根据实验室复配熔融优化条件,通过Aspen Plus搭建熔融过程模型,模拟飞灰、焦粉不同配比下的熔融过程,计算全过程能耗,得出复配熔融处理工艺优化条件。为有效降低垃圾焚烧飞灰熔融处理能耗、实现大范围工业化应用提供技术支撑。 展开更多

关键词 垃圾焚烧飞灰 焦粉 熔融处理 Aspen Plus

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煤泥用于流化床燃烧时的结团过程研究 被引量：5

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作者 王飞 赵江婷 +5 位作者 张圆圆 张雷 杨凤玲 张培华 郭庆 程芳琴 《洁净煤技术》 CAS 2019年第4期106-110,共5页

循环流化床燃烧是煤泥利用的主要方式之一,湿煤泥入炉后的凝聚结团现象具有两面性,对煤泥在循化流化床中的稳定燃烧至关重要。为了探究煤泥结团过程的机理,为煤泥的高效利用提供理论指导,笔者分别从时间和空间两个角度,对煤泥团在入炉... 循环流化床燃烧是煤泥利用的主要方式之一,湿煤泥入炉后的凝聚结团现象具有两面性,对煤泥在循化流化床中的稳定燃烧至关重要。为了探究煤泥结团过程的机理,为煤泥的高效利用提供理论指导,笔者分别从时间和空间两个角度,对煤泥团在入炉后抗压强度、水分、矿物及官能团随时间的变化以及煤泥柱外部、中部及内部的变化进行研究。抗压强度是衡量结团强度的重要指标,结果表明,煤泥柱的抗压强度随停留时间的延长呈先增大后降低的趋势,结合对煤泥不同时间正面及剖面的观察以及不同时间水分、矿物质种类及官能团变化的结果,分析认为,0~30 s时,煤泥柱抗压强度增加主要与水分蒸发有关;30~90 s时,抗压强度的变化可能不仅与水分有关,还与高温下的热解及热分解有关;90~210 s时,抗压强度迅速增加,与矿物质和官能团的变化有关,但也可能与挥发分析出过程中产生的中间相有关。温度是影响煤泥凝聚结团的重要因素,炉温较低时,水分和挥发分析出较缓慢,不利于中间相发育,故抗压强度相对较低,在一定范围内抗压强度随炉温的升高而增大,但炉温过高,引起挥发分快速析出,可能抑制中间相的发育而影响抗压强度,因此合适的炉温利于中间相的形成,促进抗压强度的增加,850℃可使煤泥达到相对较高的抗压强度。 展开更多

关键词 煤泥 循环流化床 结团 抗压强度

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不同负荷下循环流化床锅炉粉煤灰的理化性质研究 被引量：9

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作者 马志斌 常可可 +2 位作者 燕可洲 张培华 程芳琴 《洁净煤技术》 CAS 2016年第4期20-25,共6页

为拓展循环流化床锅炉粉煤灰的利用途径,开发粉煤灰综合利用技术,研究了不同负荷下循环流化床(CFB)锅炉粉煤灰的粒径分布、化学组成、物相组成、Al_2O_3溶出特性和微观形貌等理化性质,考察了锅炉负荷对粉煤灰理化性质的影响。结果显示,... 为拓展循环流化床锅炉粉煤灰的利用途径,开发粉煤灰综合利用技术,研究了不同负荷下循环流化床(CFB)锅炉粉煤灰的粒径分布、化学组成、物相组成、Al_2O_3溶出特性和微观形貌等理化性质,考察了锅炉负荷对粉煤灰理化性质的影响。结果显示,CFB锅炉负荷对粉煤灰的粒径分布、化学组成和物相组成等性质影响较小,对粉煤灰中Al_2O_3溶出率影响较大,Al_2O_3溶出率与样品颗粒的微观形貌有关,颗粒表面孔隙和裂缝越多,Al_2O_3溶出率越高。CFB锅炉粉煤灰中的无定形相含量较高,在70%以上;CaO在粉煤灰中的主要存在形式有3种:硬石膏、生石灰和无定形CaO。Al_2O_3均是以无定形氧化物的形式存在,煤样中的Al_2O_3在燃烧过程中更容易以飞灰的形式排出;石英和硬石膏更容易以底渣的形式排出。 展开更多

关键词 循环流化床 负荷 飞灰 底渣 理化性质

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CFB锅炉低氮燃烧对炉内固硫影响研究进展 被引量：4

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作者 郝艳红 孟江涛 +2 位作者 王菁 杨凤玲 程芳琴 《洁净煤技术》 CAS 2019年第6期43-50,共8页

随着火电厂烟气污染物排放标准的日益严格,循环流化床(CFB)锅炉多采用低氮燃烧技术在燃烧阶段降低NOx的生成,但低氮燃烧应用会使炉内局部气氛,尤其是密相区的氧含量降低1%~4%,CO等还原性气氛增加1%~2%。固硫反应在不同氧浓度及还原性气... 随着火电厂烟气污染物排放标准的日益严格,循环流化床(CFB)锅炉多采用低氮燃烧技术在燃烧阶段降低NOx的生成,但低氮燃烧应用会使炉内局部气氛,尤其是密相区的氧含量降低1%~4%,CO等还原性气氛增加1%~2%。固硫反应在不同氧浓度及还原性气氛条件下会表现出不同的反应路径,从而影响整个固硫反应速率和不同固硫产物的生成,导致最终固硫率的不同。因此CFB锅炉中引入低氮燃烧条件后会对炉内钙基固硫过程产生一定的影响。为了明晰低氮燃烧条件对CFB炉内钙基固硫反应的影响,保证燃烧中同时降低SO2和NOx的排放浓度,实现CFB锅炉中低氮燃烧技术与钙基固硫技术的耦合,综述了低氮燃烧反应条件对CFB锅炉炉内钙基固硫过程影响的研究现状,分别阐述了整个固硫过程中低氮还原性气氛及氧化-还原交变气氛条件对固硫剂煅烧、固硫剂固硫及固硫产物的分解转化3个不同反应阶段的影响。结果表明:CO2浓度变化对CaCO3煅烧影响较大且研究较多,气氛中CO2的分压会直接减弱煅烧反应进行的程度;O2和CO浓度变化对CaCO3煅烧的影响未见报告,但从理论上推断影响较小,仍需进一步试验证明。在低氮燃烧形成的氧化-还原交变气氛下,炉内固硫反应过程变得复杂。氧气消失后,固硫率会降低20%左右,随着还原性气氛中CO含量的增加,固硫率还会进一步降低;随着CO等还原性气氛的增强,固硫产物CaSO4稳定性降低,分解温度降低,CaS稳定性增强。但氧化、还原交变气氛下固硫产物的转化机制研究表明,当形成以CaS为内核,CaSO4为外壳的固硫产物时,钙利用率和固硫效率会有所提高。可见,低氮燃烧气氛对硫化反应的影响具有不确定性。由于硫化反应的复杂性和固硫产物的不稳定性,目前尚无明确的针对不同固硫剂与反应温度和反应气氛的最佳匹配结果。因此,提出需进一步探究石灰石、电石渣等钙基固硫剂在不同氧浓度气氛及不同程度还原性气氛条件下的固硫反应机制,明确低氮燃烧条件对钙基固硫过程的影响,最终获得CFB锅炉低氮燃烧与炉内钙基固硫两者有机结合的优化反应条件,为实际生产提供可靠的理论依据。 展开更多

关键词 CFB锅炉 低氮燃烧 还原性气氛 炉内钙基固硫 固硫产物转化

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煤中低温热解挥发分和硫脱除研究进展 被引量：11

5

作者 杨凤玲 任磊 +3 位作者 贾阳杰 吴海滨 狄子琛 程芳琴 《洁净煤技术》 CAS 2019年第1期47-56,共10页

针对目前我国民用燃煤煤质较差,污染物无法集中处理,污染环境等问题,基于煤热解原理和硫的赋存形态,分析了气氛、添加剂、升温速率对煤热解过程的影响,论述了国内外目前较为成熟的粉煤干馏工艺,分析了粉煤干馏和块煤干馏的优缺点,提出... 针对目前我国民用燃煤煤质较差,污染物无法集中处理,污染环境等问题,基于煤热解原理和硫的赋存形态,分析了气氛、添加剂、升温速率对煤热解过程的影响,论述了国内外目前较为成熟的粉煤干馏工艺,分析了粉煤干馏和块煤干馏的优缺点,提出了粉煤成型热解的工艺思路。重点介绍了目前山西大学和山西领君重工集团联合开发的无烟碳化型煤热解工艺路线,提出了一种洁净煤清洁燃烧多联产工艺系统。粉煤干馏工艺都以粉煤和粒煤为原料,易造成粉尘沉积和堵塞,无法高效分离。块煤可提高焦与油的分离效率,但非胶黏性煤热解过程中会粉化,效率不高。以半焦为热载体会降低半焦利用效率,产生大量焦粉,焦粉民用燃烧需成型,且难以黏结成型,鉴于此,提出了配煤成型热解的思路。热解后半焦粉末经成型可提高油、气产率,强度较好,与焦油高效分离,其产品可根据工艺控制挥发分供民用。煤成型热解联产无烟碳化型煤工艺生产的型煤整体利用率高,产生的污染物提取可制成高附加值副产品,有效控制粉尘污染,提高煤炭的品质和价值。无烟型碳挥发分和发热量高于无烟煤,强度高,用于民用燃烧完全符合国家标准。洁净煤清洁燃烧多联产工艺将循环流化床发电、洁净煤生产和粉煤灰陶粒制作有机结合,可有效利用电厂预热作为热源,并将干馏型煤生产的干馏气用于陶粒烧结的气源,得到洁净型煤产品,实现了固废综合利用和洁净燃烧。 展开更多

关键词 煤热解 硫 干馏工艺 成型热解 挥发分

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不同炉型潞安煤灰理化及酸/碱溶解特性 被引量：7

6

作者 张学里 燕可洲 +2 位作者 马志斌 郭彦霞 程芳琴 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期81-88,共8页

对潞安煤经循环流化床、煤粉炉和气化炉处理后得到的煤灰进行了化学组成、矿物组成、特征基团、粒径分布、比表面积及微观形貌等理化性质的对比研究,并考察了其在酸浸和碱浸过程中Al^3+,Si^4+,Fe^3+,Ca^2+,K^+和Ti^4+等离子的溶解特性... 对潞安煤经循环流化床、煤粉炉和气化炉处理后得到的煤灰进行了化学组成、矿物组成、特征基团、粒径分布、比表面积及微观形貌等理化性质的对比研究,并考察了其在酸浸和碱浸过程中Al^3+,Si^4+,Fe^3+,Ca^2+,K^+和Ti^4+等离子的溶解特性。结果表明:不同炉型潞安煤灰中铝、钙、硫等元素的含量有明显的差异;矿物组成包括晶相的鳞石英、方石英、莫来石、硬石膏及非晶相的偏高岭石、假莫来石、无定型二氧化硅等;相比较而言,气化炉灰中铝硅酸盐矿物结构更加不稳定。循环流化床灰颗粒呈具有一定孔洞结构的不规则状,而煤粉炉灰和气化炉灰均为光滑球形颗粒,循环流化床灰的粒径>煤粉炉灰的粒径>气化炉灰的粒径,循环流化床灰的比表面积>气化炉灰的比表面积>煤粉炉灰的比表面积。在HCl溶液中,Al^3+,Fe^3+,Ca^2+,K^+,Ti^4+的溶出率均较高;在NaOH溶液中,仅Si^4+和K^+的溶出率较高。不同炉型潞安煤灰中各元素的溶出率具有较大差异,主要与其矿物组成、结构稳定性、粒径和比表面积等相关。 展开更多

关键词 循环流化床灰 煤粉炉灰 气化炉灰 理化性质 离子溶出

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燃煤电厂脱硫废水零排放预处理工艺研究进展 被引量：4

7

作者 刘静颖 贾阳杰 +4 位作者 杨凤玲 任磊 李鹏飞 王飞 程芳琴 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期12-25,共14页

中国90%以上燃煤电厂使用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行烟气脱硫,需从脱硫系统定期外排部分废水以保证脱硫效果。作为燃煤电厂末端废水,脱硫废水具有水量大、水质差、成分复杂等特点,直接排放对环境具有极大危害;脱硫废水零排放工艺在实... 中国90%以上燃煤电厂使用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行烟气脱硫,需从脱硫系统定期外排部分废水以保证脱硫效果。作为燃煤电厂末端废水,脱硫废水具有水量大、水质差、成分复杂等特点,直接排放对环境具有极大危害;脱硫废水零排放工艺在实现水资源最大化利用、副产物分级回收的同时,还可以达到水中杂质和硬度离子的最佳去除效果,因此对脱硫废水进行零排放处理十分必要;预处理工艺作为脱硫废水零排放工艺的基础,其处理效果的好坏对后续工艺具有较大影响。在清洁生产和污染减排的背景下,从脱硫废水零排放预处理工艺理论展开叙述,对比国内外零排放工艺,并对山西某燃煤电厂进行调研后发现已有预处理工艺普遍存在药剂投加量大、处理成本高等问题,故需寻找一种经济可行的预处理原材料,替代现行双碱法工艺中的氧化钙或者优化其加入量,实现燃煤电厂脱硫废水低成本资源化利用。 展开更多

关键词 燃煤电厂 脱硫废水 零排放 预处理 处理成本

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无烟煤粉成型及燃烧SO_2释放特性分析 被引量：1

8

作者 路广军 李健 +3 位作者 夏德森 杨凤玲 王宝凤 程芳琴 《节能技术》 CAS 2018年第6期516-522,共7页

本研究以阳泉无烟煤为原料,淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、钙基膨润土、碳酸钙(CaCO_3)为粘结剂制备型煤。通过检测型煤冷强度、落下强度、热强度、燃烧特性、SO_2排放特性,考察了粘结剂添加量以及不同种类添加剂对型煤性... 本研究以阳泉无烟煤为原料,淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、钙基膨润土、碳酸钙(CaCO_3)为粘结剂制备型煤。通过检测型煤冷强度、落下强度、热强度、燃烧特性、SO_2排放特性,考察了粘结剂添加量以及不同种类添加剂对型煤性能的影响。结果表明复合添加剂较单独添加剂对型煤抗压强度、落下强度、热强度都有所提高。同时,利用接触角测试,红外光谱和热重分析等手段对型煤进行了表征,分析了型煤的粘结机理,为型煤配方的优化提供了技术支撑。 展开更多

关键词 型煤强度 有机粘接剂 复合粘接剂 粘结机理 燃烧特性 SO2排放特性

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三种气氛热处理过程朔州煤中锂和镓及稀土元素的迁移规律 被引量：5

9

作者 张森 马志斌 +1 位作者 郭彦霞 程芳琴 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期8-12,共5页

利用X射线衍射分析仪(XRD)和电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES),分别研究了朔州煤中锂(Li)、镓(Ga)和稀土(REE)元素在空气、氮气(N_2)和二氧化碳气氛(CO_2)下从300℃升温至1100℃过程中的迁移规律。结果表明:在300℃～600℃范围内... 利用X射线衍射分析仪(XRD)和电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES),分别研究了朔州煤中锂(Li)、镓(Ga)和稀土(REE)元素在空气、氮气(N_2)和二氧化碳气氛(CO_2)下从300℃升温至1100℃过程中的迁移规律。结果表明:在300℃～600℃范围内,煤中的Li,Ga和REE元素在热处理过程中逸出速率较大,主要与有机质的分解有关;当温度高于600℃时,Li,Ga和REE的逸出速率降低并逐渐趋于稳定。热处理气氛对微量元素的逸出有显著影响,空气气氛中Li,Ga和REE的挥发率最大,N_2和CO_2气氛下Li,Ga和REE的挥发率相当,均比空气气氛中挥发率小,煤中有机质的氧化能够促进微量元素在热处理过程中的逸出。 展开更多

关键词 锂 镓 稀土 气氛 热处理 迁移

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气氛对煤矸石中矿物质高温碳热还原反应的影响 被引量：5

10

作者 田秀青 杨凤玲 +1 位作者 马志斌 程芳琴 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1370-1376,共7页

利用煤矸石制备复合耐火材料是实现煤矸石高值利用的有效途径之一。以山西平朔煤矸石为研究对象,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了1200~1500℃氩气(Ar)和氮气(N_2)气氛下煤矸石中矿物质的碳热还原反应情况,并通过... 利用煤矸石制备复合耐火材料是实现煤矸石高值利用的有效途径之一。以山西平朔煤矸石为研究对象,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了1200~1500℃氩气(Ar)和氮气(N_2)气氛下煤矸石中矿物质的碳热还原反应情况,并通过变换两种气体通入次序,研究了气氛通入次序对矿物质碳热还原反应的影响。结果显示,只通入Ar时,高温样品中的莫来石在1300℃时开始发生碳热反应生成碳硅石(SiC);只通入N_2时,莫来石在1300℃时发生碳热还原氮化反应生成β-Sialon相(Si_5AlON_7)和刚玉相(Al_2O_3);当先通入Ar并停留1 h后通入N_2停留2 h时,样品中生成的碳硅石在通入N_2后转化为β-Sialon相,而且中间体碳硅石的生成能够明显促进莫来石向β-Sialon相的转化。当煤矸石中碳含量较低时,热处理过程中难以同时生成SiC相和Sialon相。高温下煤矸石样品中β-Sialon相的生成使样品表面的棒状颗粒增多。 展开更多

关键词 煤矸石 矿物质 碳热还原反应 SIC SIALON

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精炼镁渣的性能分析及应用 被引量：1

11

作者 任磊 马玉亮 +3 位作者 贾阳杰 王星军 杨凤玲 程芳琴 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期164-170,共7页

镁渣是提镁冶炼生产过程中排放的固体废弃物,然而关于镁渣中精炼镁渣的系统研究报道较少。为探究精炼镁渣的理化性质,以山西某精炼镁厂产生的精炼镁渣为原料,利用高温箱式炉、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜-能谱联... 镁渣是提镁冶炼生产过程中排放的固体废弃物,然而关于镁渣中精炼镁渣的系统研究报道较少。为探究精炼镁渣的理化性质,以山西某精炼镁厂产生的精炼镁渣为原料,利用高温箱式炉、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜-能谱联用仪(SEM-EDS)等表征手段进行了理化性质的研究。结果表明,精炼镁渣的主要成分为氯化镁(MgCl_(2)·6H_(2)O),对其进行氯化镁的回收是较为可行的方案。精炼镁渣中氮化镁(Mg_(3)N_(2))的存在说明在对粗镁进行熔融过程中过高的熔融温度导致精炼出的单质镁和氮气发生反应。精炼熔剂的密度调配也会直接影响精炼镁渣中镁珠分离的难易程度。对镁渣进行破碎风选可以有效地对无用杂质进行分离,也会使精炼镁渣块中包裹的镁珠更好地暴露出来,有利于资源的回收。最后,对目前中国精炼镁渣的利用途径进行了论述,得出精炼镁渣具有较好的高值化利用前景,可以实现废物资源的再利用。 展开更多

关键词 精炼镁渣 破碎风选 镁珠

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哈氏合金材料在粉煤灰酸浸液中的腐蚀行为及机理 被引量：1

12

作者 文朝璐 马志斌 +1 位作者 郭彦霞 程芳琴 《粉煤灰综合利用》 CAS 2019年第4期13-16,共4页

粉煤灰酸法提铝是其资源化高值利用的重要方式之一,然而浸取过程中存在设备腐蚀严重的问题,直接制约着该工艺的进一步发展和应用。本文针对耐硫酸腐蚀性能优异的哈氏合金C-276开展研究。通过正交试验,考察了反应温度、硫酸浓度和反应时... 粉煤灰酸法提铝是其资源化高值利用的重要方式之一,然而浸取过程中存在设备腐蚀严重的问题,直接制约着该工艺的进一步发展和应用。本文针对耐硫酸腐蚀性能优异的哈氏合金C-276开展研究。通过正交试验,考察了反应温度、硫酸浓度和反应时间等因素对C-276耐硫酸腐蚀性能的影响。研究结果表明,时间是最大影响因素,其次是温度,最小的影响因素是硫酸浓度。在此基础上,利用扫描电镜证实了硫酸对C-276的腐蚀经过了由点蚀向面蚀的发展过程。通过在加入粉煤灰的实际条件模拟试验,发现在相同硫酸浓度下材料的损失率会大幅降低。 展开更多

关键词 硫酸 C-276合金 正交实验 腐蚀行为 微观形貌

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