大規(guī)模高效煤氣化是煤炭高效清潔利用的重要途徑之一,高壓濃相氣力輸送技術(shù)作為干煤粉氣流床加壓氣化技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù),得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)送罐作為整個(gè)煤粉供料系統(tǒng)的重要組成部件,其發(fā)料特性直接影響氣化裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行及氣化工藝指標(biāo)。如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供料成為發(fā)送罐在各運(yùn)用領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)難題。發(fā)送罐在進(jìn)料、儲存和出料過程中,粉體靜電大量積聚會引起顆粒團(tuán)聚和黏壁,甚至還會產(chǎn)生靜電放電,引起可燃粉塵的著火、爆炸等嚴(yán)重事故。目前關(guān)于發(fā)送罐內(nèi)粉體靜電的相關(guān)資料還很少,需要深入和系統(tǒng)地研究。本文以氣力輸送系統(tǒng)中上出料發(fā)送罐為研究對象,通過改變流化時(shí)間、流化風(fēng)速、物料粒徑、物料種類和物料含水率等參數(shù),剖析發(fā)送罐內(nèi)粉體靜電特征參數(shù)的變化規(guī)律及對發(fā)送罐輸送穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為高壓濃相氣力輸送系統(tǒng)發(fā)送罐的設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)行提供理論支持和數(shù)據(jù)支撐。在常壓發(fā)送罐靜電測量試驗(yàn)臺上進(jìn)行試驗(yàn)研究,系統(tǒng)地分析了粉體靜電特性隨流化時(shí)間、流化風(fēng)速、取樣點(diǎn)高度等操作參數(shù)的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著流化時(shí)間的增加,物料的荷質(zhì)比增大,直至達(dá)到靜電飽和狀態(tài)；隨著流化風(fēng)速的增大,物料的荷質(zhì)比增大；距離布風(fēng)板最遠(yuǎn)的取樣點(diǎn)物料的荷質(zhì)比要大于距離布風(fēng)板較近的取樣點(diǎn)物料的荷質(zhì)比,且距離布風(fēng)板最遠(yuǎn)的取樣點(diǎn)物料的荷質(zhì)比隨流化風(fēng)速變化的趨勢更明顯。通過改變物料粒徑、種類和含水率等物性參數(shù),研究了粉體物性對粉體物料荷質(zhì)比和粉體靜電量與顆粒表面積的比值Q/S等粉體靜電特征參數(shù)的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：小粒徑物料荷質(zhì)比要明顯大于大粒徑物料荷質(zhì)比,而大粒徑物料Q/S小大于粒徑物料Q/S；隨著物料外水含量的增加,物料的荷質(zhì)比顯著減小；在發(fā)送罐的靜電測量試驗(yàn)中,不同物料種類所帶靜電的電性和電量不同,生物質(zhì)和玻璃珠顆粒帶正電,煤粉帶負(fù)電,且粒徑相似的生物質(zhì)顆粒的荷質(zhì)比的絕對值要小于玻璃珠顆粒的荷質(zhì)比。采用量綱分析的方法對發(fā)送罐內(nèi)粉體靜電量及影響因素進(jìn)行擬合,提出了預(yù)測發(fā)送罐粉體靜電量的經(jīng)驗(yàn)公式,預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果能較好地吻合。采用物料質(zhì)量流率信號的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)對發(fā)送罐輸送穩(wěn)定性進(jìn)行分析,獲得了操作參數(shù)和粉體物性等參數(shù)對常壓上出料式發(fā)送罐輸送穩(wěn)定性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：隨著輸送流化風(fēng)量的增加,發(fā)送罐輸送穩(wěn)定性先升高后降低：在相同的輸送條件下,大粒徑物料的輸送穩(wěn)定性要比小粒徑物料差；對于平均粒徑接近的生物質(zhì)顆粒和煤粉,在相同的輸送壓差下,煤粉的輸送穩(wěn)定性要好于生物質(zhì)顆粒的輸送穩(wěn)定性；存在一個(gè)最佳外水含量,當(dāng)物料外水含量對應(yīng)最佳外水含量時(shí),發(fā)送罐的輸送穩(wěn)定性最好,當(dāng)外水含量高于或者低于該值時(shí)都會導(dǎo)致發(fā)送罐輸送的不穩(wěn)定。為獲得粉體靜電量對輸送穩(wěn)定性的影響規(guī)律,并通過改變操作參數(shù)和粉體物性等條件,獲得攜帶不同靜電量的物料并進(jìn)行輸送試驗(yàn),分析對比了粉體靜電與其他因素對輸送穩(wěn)定性的影響作用。物料攜帶靜電量越大,輸送過程中其標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)越大,輸送穩(wěn)定性越差；隨著輸送流化風(fēng)量的增大,粉體靜電對輸送穩(wěn)定性的影響增大,輸送流化風(fēng)量和粉體靜電量兩者協(xié)同作用共同影響了粉體的輸送穩(wěn)定性；當(dāng)玻璃珠顆粒靜電量較小時(shí),粒徑因素對輸送穩(wěn)定性起決定性作用,當(dāng)玻璃珠顆粒靜電量積累到一定值后,靜電量對輸送穩(wěn)定性的影響逐漸增大；粉體靜電量對生物質(zhì)顆粒輸送穩(wěn)定性的影響要大于對煤粉輸送穩(wěn)定性的影響；當(dāng)粉體含水率較低時(shí),粉體的靜電量對輸送穩(wěn)定性影響較大,而當(dāng)粉體含水率高時(shí),粉體的含水率對其輸送穩(wěn)定性起決定性的作用。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ545

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本文編號：2816752