氣流床撞擊流水煤漿氣化火焰光譜輻射特性實驗研究

宋旭東， 郭慶華， 龔 巖*， 蘇暐光， 白永輝， 于廣鎖, *

1. 寧夏大學省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室， 寧夏 銀川 750021 2. 華東理工大學煤氣化及能源化工教育部重點實驗室， 上海 200237

引 言

氣流床煤氣化技術具有高操作壓力、 高反應溫度和高碳轉化率， 且污染小等優勢， 代表著煤氣化技術的發展方向。 氣化爐是氣流床氣化工藝的核心， 其穩定高效運行影響著煤氣化技術的效率。 氣流床撞擊水煤漿氣化爐采用四個噴嘴對置產生撞擊區， 可增強煤顆粒停留時間， 提高碳轉化率， 因此廣泛應用于工業生產中[1]。

對氣化爐實時有效監控可實時調節運行工況， 保證氣化爐穩定運行。 而光譜檢測技術可避免傳統檢測技術控制粗放、 反應時間長等的弊病， 實現氣化火焰的實時監控。 火焰光譜檢測技術通過收集火焰中自由基產生的特征輻射信息， 反映火焰中化學反應區域的結構變化及反應強弱[2-5]。 對于水煤漿等包含相對復雜物理-化學反應過程非均相火焰， 采用光譜檢測技術對火焰的反應區劃分具有獨特的優勢[6-8]。 Sung等[9-10]利用米氏散射(Mie scattering)對煤粉燃燒火焰中OH*和CH*自由基輻射進行研究， 指出OH*自由基輻射能夠表示煤顆粒的熱解過程， 而CH*自由基輻射則能夠表示煤粉揮發分燃燒的熱釋放區域。 有報道不同燃燒參數下煤粉火焰輻射發光特性， 并探究了Na和K等堿金屬譜線與火焰溫度關系。 有研究對0#柴油燃燒初期火焰光譜進行分析， 探討了各種自由基輻射對柴油火焰識別的有效性。……