煤焦油替代重油作为动力燃油的热天平分析VIP免费

第3l卷第2期2OO8年o4月四川电力技术SichusnElectricPowerTechnology煤焦油替代重油作为动力燃油的热天平分析廖勇波。于娟(1．广东省轻纺建筑设计院，广东广州510080；2．上海交通大学机械与动力工程学院热能所，上海市2OO24O)Vo1．31。No．2Apr．，2008摘要：用微量热天平研究了煤焦油和重油的热解特性和燃烧特性，并在此基础上初步分析了用煤焦油代替重油作为动力燃料时应该注意的因素。结果显示，不能简单用煤焦油替代重油直接在重油燃烧器上燃烧，为了防止煤焦油中挥发份过早析出导致结焦积炭，进燃烧器之前煤焦油的加热应注意采用较低的加热温度和加热强度。关键词：煤焦油；热解；燃烧；热天平；重油～～～～～：pyrolysisandcombustioncharacteristicsofcoaltarandheavyoilfire~yzedusingthermobalancetostudythefactorsneedingattentionforsubstitutingthecoaltarfortheheavyoilaspowerfue1．Theresultsshowthatthecoaltarcannotbebumeddi-rectlyusingtheburnerdesignedforheavyoilInordertoavoidagglomerationandchar-accumulationresUltingfromthevolatilemat-terofthecoaltarliberatingtooearly，thetemperatureandtheintensityshouldbelowerinheatingthecoaltarbeforeenteringintotheburnerKeywords：coaltar；pyrolysis；combustion；thermobalance；heavyoil．中图分类号：I721．1文献标识码：B文章编号：1003—6954(20o8)02—0091—04目前，中国仍有相当多工矿企业采用重油作为企业动力设备燃料。随着近年来中国社会经济的飞速发展，各种能源油品的消耗也大量增加，使中国的工业用重油价格大幅上涨，企业生产成本的负担仍然很重【1．2J。由于煤焦油的价格比重油便宜，热值只比重油略低，市场供应较充足，如果能将煤焦油替代重油用于锅炉及工业窑炉上，对于缓解能源紧张状况、减轻企业经济负担将起到重要作用。然而，由于煤焦油的主要成分是芳香族及稠环芳香族化合物，碳元素含量较大，而氢元素含量很低，因此在燃烧时会大量生成不易燃烧完全的碳黑，造成周边环境的严重污染。所以开发适用于煤焦油的燃烧技术对于煤焦油的成功应用至关重要。下面通过热天平实验，对煤焦油的热解及燃烧特性进行初步分析，并与重油进行比较，希望在此基础上能为煤焦油燃烧系统的设计提供参考和依据。1实验1．1实验样品分析煤焦油是有刺激性气味的黑色或黑褐色的粘稠状液体，其成分与性质主要依赖于原料煤的性质及加表1常用燃料重油与煤焦油的主要特性[3】注：上表中重油分类是市场上常用的种类；作为比较，其中120、180号重油常用于锅炉和工业窑炉燃料；上表中重油数据是按照燃料油的行业标准，煤焦油是按照资料上查得的大致范围。·91·维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第2期2008年04月四川电力技术Sichuan~HectricPowerTechnologyv01．31，No．2Apr．，20O8工时的情况，所以不同种类煤焦油之间的性质可能有很大的差别。表1是中高温煤焦油的主要特性。由表1来看，煤焦油的发热量比重油略低，水分含量较高，密度也较大，粘度、闪点、灰分和硫分与重油相似，其中灰分和硫分较低，对燃烧和环境有利。在马弗炉中对重油和煤焦油进行脱挥发分实验，即在920oC的温度下精确加热样品7min，每种样品重复实验两次，最后得到脱除水分和挥发分后的样品残碳含量为：重油12．83％，煤焦油17．64％。如果忽略灰分的影响，在此加热条件下，重油和煤焦油的残碳含量差别不是很大。考虑到挥发分的析出特性对燃烧很重要，下面将借助热天平对重油和煤焦油的热解和燃烧过程进行测量分析。1．2热天平实验本实验采用的实验仪器是聊一2P型微量热天平。它是一台具有微机数据处理系统，能够在设定好的温度程序下测量物质的质量随温度变化的热重实验分析仪器。由于微量热天平比常量热天平所用的试样量少，样品中温度梯度小，测定试样内部不致产生二次效应，所以失重曲线明显，分辨率高，适宜于重量大而失重小的试样。本次实验样品用量约7mg，升温速率30oC／min。实验分成热解和燃烧两类实验，其中热解实验所用气氛为高纯氮气，燃烧实验氧气浓度设定为10％，气体总流量为160ml／min。分别对重油和煤焦油进行实验，...