用BP神经网络对气流床粉煤气化炉的预测

利用3层BP神经网络对气流床粉煤气化炉进行模拟研究。以Gibbs自由能最小化方法建立粉煤气化炉数学模型的模拟结果作为BP神经网络训练数据,训练后的BP神经网络模型对模拟数据的预测准确度较好。以Shell粉煤气化炉和国内首套粉煤加压气化中试装置上的实际生产数据作为BP神经网络的训练数据,训练后的BP神经网络模型能预测实际生产数据。     

气流床煤气化渣的特征

运用TGA、XRD技术及可燃物含量测定方法,对气流床煤气化生成的粗渣和细渣的矿物组成、可燃物含量及反应活性进行了对比分析。结果表明：气化温度对粗渣的矿物组成有明显影响,对细渣的矿物组成影响甚微,细渣中可燃物含量较粗渣高的原因在于细渣的停留时间较粗渣短;细渣中可燃物与CO2反应的活性较粗渣低,但反应级数高于粗渣;可燃物在渣样中分布不均,其中细渣的可燃物含量随颗粒尺寸的增大而增加,而粗渣中可燃物含量随颗粒尺寸的增大而减少。     

粉煤料仓下料稳定性实验

建立了一个粉煤料仓下料系统,对粉煤在料仓里多股下料的稳定性及其影响因素进行了研究。实验结果表明:影响粉煤在多出口料仓里稳定下料的因素主要有料仓的补气方式和多出口料斗的结构。其中料斗的有效流通面积占料斗总截面面积比例是决定多出口料仓下料能否稳定的一个重要参数。在合适的补气方式和结构合理的料仓里,粉煤能稳定下料,并且关闭任意的几个出料口时,下料稳定性良好。粉煤在料仓里料位对下料稳定性影响不大。     

竖直上升管的煤粉密相气力输送阻力特性的实验研究

煤粉密相气力输送是气流床煤粉气化工艺中的关键单元技术。通过实验室装置（管径20, 50 mm）和半工业化装置（管径42 mm）的煤粉密相气力输送竖直上升管压降测试,建立了可用于煤粉密相高压气力输送竖直上升管道的压降预测模型,总体偏差在±20%以内,可满足工业装置设计和优化操作的需求。固相静压降占总压降比例达35%~70%,体现了高浓度输送特性;且在管径一定的条件下,与固相弗洛德数近似成线性关系。在固相弗洛德数和管径一定的条件下,可通过竖直上升管压降估算出相应的固相质量流率,从而为工业装置上煤粉质量流率在线测定提供一定的参考。     

煤粉剪切特性及其影响因素分析

为了研究煤粉的剪切特性及其影响因素,借助ShearTrac Ⅱ剪切系统,获得了煤粉的屈服轨迹,并将煤粉与典型粉体玻璃微珠的剪切特性进行了比较,分析表明煤粉更难剪切,因此重点研究了剪切速率、剪切位移和预压应力对煤粉剪切特性的影响。Jenike剪切标准D6128 00的剪切速率范围(1~3 mm/min)对煤粉介质依然适用,在此范围内可适当提高剪切速率以节省测试时间;为确保煤粉介质达到剪切峰值并进入稳态区,剪切位移设计应不小于8 mm。此外,煤粉内聚力和流动指数随着预压应力的增加而增大,应根据实际应用选择与其相对应的预压应力范围。     

竖直上升管的煤粉密相气力输送阻力特性的实验研究

研究了SMC晶须/高密度聚乙烯复合材料的结晶结构,着重对比了静态注射样品和动态保压注射样品的多层结晶结构和形貌。静态注射样品具有皮层和芯层2层结构,而动态保压注射样品则存在皮层、剪切层和芯层3层结构。示差扫描量热分析(DSC)结果表明:SMC晶须对高密度聚乙烯结晶具有促进作用,样品各层的结晶度都随着晶须含量的增加而变大,在剪切力最强的剪切层这种促进作用更为明显。广角衍射(WAXD)和小角散射（SAXS）结果表明剪切层具有很高的取向度。剪切层的高结晶度和高取向度的特点使动态注射样品具有更优异的力学性能。     

煤粉通气料仓的优化设计

料仓通气技术具有成本低、噪音小的优势,被广泛应用在黏附性粉体下料过程中。为确定黏附性煤粉下料过程的最优通气条件,在自行搭建的有机玻璃料仓上进行煤粉的通气下料实验。实验结果表明,通气可以显著促进煤粉下料,但通气高度和通气气速对下料过程的影响存在耦合作用。以气泡运动理论为基础,结合气泡与颗粒间的相对运动关系,建立了煤粉通气下料模型。基于实验数据关联气泡尺寸与通气高度及通气气速间的关系,通过模型分别计算了最优相对通气高度H/D=12.25和最优通气气速U_g=2.4U_mf。模型计算值与实验值的吻合效果良好,当5.56 < H/D < 18,U_g > U_mf时,下料流率的计算偏差小于±20%。     

粒径对石油焦粉及煤粉的堆积与流动特性的影响

以窄粒径分布的2种工业原料粉体——石油焦粉与煤粉为实验物料,通过测试粉体的压缩性、休止角、剪切特性及流动能,研究了粒径对其堆积及流动性的影响,并对比分析了两者的差异性。研究结果表明:随着粒径的增加,粉体压缩性减小、堆积密度增大,基本流动能随之增大;休止角、内聚力和单位流动能随着粒径的增大而减小,粉体流动性变好;随着固结等级的提高,2种粉体的内聚力均增大,流动性变差;在相同固结状态下,2种粉体的剪切性能无明显差别。与大颗粒相比,粒径小于70 μm细颗粒的堆积特性及流动性对固结应力的变化更为敏感。不同粉体的对比表明,石油焦粉的堆积密度大于同等粒径的煤粉。在粒径大于70 μm的范围内,石油焦粉与煤粉流动性相当;而在粒径小于70 μm的范围内,石油焦粉的流动性略差于煤。     

高浓度煤粉流经文丘里管的管内黏附结垢现象

高浓度煤粉流经文丘里管时,会在收缩段和喉段内壁聚集黏附并形成坚硬垢层,造成相同输送压差下,输送量降低,文丘里管总压差增大。采集煤垢进行工业分析以及X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描式电子显微镜和X射线能谱分析,结果表明,相对于煤粉,煤垢中的矿物质含量较高,主要矿物质元素在煤垢中富集程度较大,而且含有较多的以高岭石为主的黏土矿物。煤垢内表面相对平整,外表面矿物质元素含量最少,C元素含量最多。相对于普通直管部分,煤粉流经收缩段与喉段进口时强制贴近壁面运动, 易形成牢固、坚硬的垢层。     

粒度、湿含量对神府烟煤煤粉流动性参数的影响

以神府烟煤煤粉为研究对象,对其粒度、湿含量、松动密度、振实密度、休止角、内摩擦角、碳钢壁摩擦角、有机玻璃壁摩擦角、粘聚力进行全面测试分析.在此基础上,通过Hausner指数、流动函数FF和质量流率,重点研究了煤粉粒度、湿含量对其压缩性、摩擦性和流动性的影响.结果发现:粒度越小、粒度分布越广、湿含量越大,煤粉的压缩性和摩擦性越大,其流动性越差.研究还表明,神府煤煤粉的Hausner指数在1.2～2.0之间,休止角大于内摩擦角,具有团聚性,属于粘聚性粉体.