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comparison and analysis of flame detection between brown coal and bituminous coal.pdf
文档介绍：
褐煤和烟煤火焰检测的比较分析朴哲龙鬃拥,富瑞贞朗┱0l褐煤和烟煤的着火热比较在燃烧器管理系统中,火焰检测装置是炉膛安全监视和灭火保护的关键。在防止炉膛爆炸中,能够检测燃料送入炉膛时火焰是否存在,是火世纪—年代采用紫外线原理检测炉膛火焰,但其在燃煤锅炉中的火焰检测效果较差。为此年代后期开始研制红外线和可见光的火焰检测装置,这种检查装置年代初投入运行,如美国镜腄型红外线火焰检测器、利用光能原理检测炉膛火焰时,火焰辐射的光强是在某个平均值上下波动的,即火焰的光强可看作平均光强叠加上闪烁光强后的总和。只有当锅炉灭火时平均光强与闪烁光强才同时消失,另外,炉膛火焰存在闪烁量也是它区别自然光和火焰的平均光强和闪烁光强两信号相与,只有当平均光强和闪烁光强同时消失,才能判断为炉膛灭火。这种检测方法有较高的分辨率和可靠性。炉膛火焰的平均光强也可作为判断炉膛火焰强度的依据,由于炉膛里燃料燃烧得愈充分,其平均光强愈大,反之,平均光强则显著下降。通常燃烧过程可分为两个阶段进行,即着火段和燃烧过程本身。着火以前是吸热阶段,需要从周围介质中吸收一定的热量来提高煤粉气流的温度,着火以后才是放热过程。将煤粉气流加热到着火温度所需要的热量称为着火热。它包括加热煤粉和一次风所需热量以及煤粉中水份蒸发、过热所需热量。褐煤比烟煤着火温度低,这使褐煤的着火热变小;褐煤比烟煤一次风量大,这使褐煤的着火热变大;褐煤比烟煤水份多,这使褐煤的着火热摘要:通过对褐煤和烟煤进行理论分析,得出褐煤的着火热比烟煤大,且褐煤的火焰检测初始燃烧区比烟煤猯,ZidelFu畓,獄(1North.珺16600China)焰监视系统进行控制的唯一准则。美国公司的型可见光火焰检测器。炉壁结焦发光的一个重要特性。华北电力技术.华北电力科学研究院有限责任公司,北京,;绲缌Υ罅7⑶鹊绯В赡罅远。并对炉膛火焰燃烧情况进行了分析,得出火焰检测装置应安装在炉膛中心火焰旋转的下游、燃烧器水平中心线的上侧的结论。关键词:烟煤;褐煤;火焰检测;着火热;收到基水分TK--0019-03coalbrown100045China瓽PlantDalianAbstractBasedcoalthe..wordsbituminouscoalfl
Q=2500~13Qzh-yIck_)_)+[419!阂籪:一蒜￡:一￡鴖籺QkJkg——一次风量,/;对烟煤,疘取ckJ(kg)骸!8稍锶剂媳热龋琸;对烟ckJ(kg)M骸!W呕鹞露龋琧欢匝堂海瑃’:取t[2](1)。式中;对褐煤,矿.取;cI1c2171030妫欢院置海瑃”℃;烟煤,H妫欢院置海瑃”。褐煤和烟煤的着火热比较中,起主要作用的V温度骸O旅嬉来味哉个参数对着火热的影响一次风量主要起两个作用,一是把煤粉输送到炉膛,这时一次风的风速一般不能低于s度,如果这个温度太低,不易于炉膛燃烧。褐煤的水份比较高,当一次风量能满足输送煤粉的能力时,还不能满足对煤粉的加热要求,必须再提高一次风量。一次风量能满足加热煤粉一次风量的主要作用是加热煤粉,一次风量较高,一般设计为。烟煤的水份比较少,因此所需的加热量也少。当一次风量满足输送煤粉的能力时,煤粉也足以加热到所需温度。因此对于烟煤一次风量的主要作用是输送煤粉,一般设计为。烟煤和褐煤的参数带人公式,可以得出褐煤比烟煤一次风量大,但着火温度低。这使褐煤和烟煤的一次风量所需的着火热基本煤的收到基水份一般为%~%,但水的汽化潜热比较高,所以收到基水份对着火热的影2/,占主要部分,约%,过热所需热量占小部分,约%。因此着火温度对煤粉中水份所需的着火热影响较小。把式蚧J(100t1)+2—一阂籺.式蠱。,的系数近似为火热骸H【橹假设褐煤和烟煤的一次风量所需的着火热相QzhQh=c(Att)+(MM)32(5)c(tt7)Mナ焙置汉脱堂旱淖呕鹑然窘咏碤”止一因此可以得出,褐煤和烟煤的着火热有以下近似关系式:M&6M=20(6)Q*煤的挥发份越高越容易着火,着火温度也越低。褐煤比烟煤挥发份高,着火温度也比烟煤低。着火热的计算比较中,着火温度通过其它参数间接影响。(3)风量和干煤粉的着火热。对于煤粉中水份所需的着火热中汽化潜热占主要部分,过热所需热量占小部分。着火温度不影响汽化潜热,只影响过热所需热量,因此对煤粉中水份的着火热影响不大。变大。压下,取;取℃。进行分析。一次风量对着火热的影响时,输送煤粉的能力也足以达到。因此对于褐煤一豢鮨”籺”接近。收到基水份对着火热的影响响较大。/,如果着kJkg1Q(3)Qh0保海籕7+(M6)XQh(6)着火温度对着火热的影响华北电力技术13XNo1m一‘。。、。/
火焰检测装置的安装Hx燃煤锅炉中从燃烧器中喷射出的煤粉火焰大1口喷射出的煤粉与一次热风的混合物流,此段称黑龙区;第二段是初始燃烧区,此区火焰的亮度不是最大,但亮度的变化频率达到最大值;第三段为完全燃烧区,各个煤粉颗粒与二次风充分混合完全燃烧,火焰亮度最高且稳定;第四段是燃烬区,这时煤粉大部分燃烧完毕形成飞灰,火焰亮度及亮度变化频率较低。频率有密切的关系。红外火焰检测器就是利用初’始燃烧区的火焰亮度和闪烁频率来判断火焰的真火焰检测装置要安装在视角好的地方,就是最佳探测到火焰的地方,还要不能偷看临层的对于四角切圆的燃烧器,炉膛中心的火焰是旋转燃烧,因此燃烧器出口的火焰也随着炉膛中2置要安装在火焰旋转方向的下侧,这样才能更好锅炉燃烧时炉膛内部是负压运行,煤粉进入炉膛后向炉顶方向走,即燃烧器火焰也向炉顶方向走。因此火焰检测装置要安装在燃烧器的水平中心线偏上的位置。火焰检测要探测到初始燃烧区的中问位置,3式中a口——火焰检测装置的安装角度;一般煤粉气流的扩散角度口。,火焰检测=50x15从上面分析得知,褐煤着火热比烟煤大%左右。假设煤粉进入炉膛后对流换热系数和辐射换热系数相同的情况下,褐煤的初始燃烧区比烟煤远%左右,即火焰检测区域也比烟煤远%左右。因此火焰检测装置的安装角度褐煤要比烟敏容易偷看,调得不灵敏又探测不到火焰。这是火焰检测装置普遍存在的问题。运行第一台磨煤机时,煤粉最不容易着火,这时炉膛温度还不高,煤粉进入炉膛后加热较差。造成炉膛爆炸。这时火焰强度也很低,灵敏度设得太低,也探测不到火焰。火焰检测的最终目的是保护作用,不允许误报有火。一般磨煤机从下层开始运行,因此下层燃烧器的火焰检测不能设的太灵敏,要偏低一些。运行上层磨煤机时,炉膛温度已经较高,煤粉进去后很容易着火。对于上层燃烧器的火焰检测灵敏度可以适当的偏高一些。只要下层的煤粉着火好,上层燃烧器不易灭火。褐煤的挥发份高容易着火,火焰检1
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褐煤的利用
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1.1世界褐煤资源
& && &&&煤炭分为硬质煤和软质煤，硬质煤包括烟煤和无烟煤，约占世界煤炭总储量的60%，软质煤即为褐煤，约占世界煤炭总储量的40%。褐煤资源又分为硬褐煤和软褐煤（俗称土状褐煤）两大类。其中硬褐煤主要分布在欧洲地区，其次为亚洲和北美洲。美国、俄罗斯和中国三国硬褐煤储量最多，俄罗斯的软褐煤储量最多，约占世界软褐煤储量的30%左右；其次为德国，约占20%以上；澳大利亚和美国的软褐煤约占世界的10%左右；前南斯拉夫和波兰各占5%左右。中国的软褐煤主要分布赋存在云南省的晚第三纪地层中，其中昭通煤田的储量最大，达80亿吨以上。世界褐煤的可采储量约为3283亿吨，约占世界煤炭可采储量10390万亿吨的31.6%。在世界6大洲中，褐煤资源主要分布在欧洲。
1.2我国的褐煤资源
& & 我国已探明的褐煤保有储量达1300亿吨，占全国煤炭总储量的13%。我国的褐煤资源主要分布在内蒙古自治区和云南省。和内蒙古的褐煤相比，云南褐煤的煤化程度低，以晚第三纪为主，煤层埋藏浅，适合于露天开采，同时矿点分散较多，主要分布在昭通煤田、小龙潭煤田、先锋煤田和蒙自煤田，其中昭通煤田储量较大。
昭通煤田位于云南省东北部的昭通市境内，市区正位于煤田中部。昭通煤田为不规则的椭圆形含煤盆地，是我国南方已发现并探明的最大褐煤盆地，南北长约15公里，东西宽13公里，含煤面积142平方公里，煤层厚度一般为30～40米，最厚为193米。目前已探明储量为80亿吨以上，占云南省探明储量的60%，大部分储量可供露天开采。
1.3褐煤的综合利用
& & 几种利用褐煤的方法见图1，主要包括直接燃烧、低温干馏、炼焦、气化、加氢液化等。
褐煤的利用途径
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（1）直接燃烧
& & 褐煤最常见的直接利用方法就是燃烧。由于褐煤含有较多的水分，不便于远距离运输，所以目前国内外产出的褐煤主要是在坑口电站用于燃烧发电，只有少量被部分干燥或制成型煤后运往别处供各种工业锅炉或民用。如德国的褐煤占电力生产原料的四分之一。在中国，估计有90%以上的褐煤被用于电站锅炉和各种工业锅炉的燃料。与其它煤种相比，褐煤的发热量低、水分高、含氧量高、挥发分高、灰分多，通常被认为是劣质燃料，特别是高灰分高水分将在燃烧过程中带走大量的热量。燃用褐煤的电站锅炉主要采用悬浮燃烧方式，即煤粉燃烧锅炉（煤粉炉）。少量采用旋风燃烧锅炉（旋风炉）。近几年，随着流化床燃烧技术的发展，流化床燃烧锅炉也开始用于褐煤的燃烧发电。褐煤在用于小容量的工业炉和工业锅炉时，主要采用层状燃烧方式，如链条炉、往复炉以及流化床燃烧炉。
（2）褐煤气化
& & 褐煤的气化是以褐煤为原料，以氧气、水蒸汽或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将褐煤中的有机物转变为可燃性气体燃料的过程。可燃性气体燃料称为气化煤气，其有效成分包括CO、H2、CH4等。气化煤气可用于城市煤气、化工合成原料气，为冶金工业提供还原气、工业燃料气、制氢原料气等。褐煤气化比直接燃烧具有更大的优越性，因为气体燃料燃烧稳定，无环境污染，便于输送和净化，所需的工艺和设备简单。
此外，气态原料特别适合于非均相催化的化工合成过程。正因为如此，近几年来生产气体原料和燃料的气化工业飞速发展，并日趋完善。为此，在目前世界能源供求发生变化并期求从廉价的褐煤中取得洁净能源以保护环境的情况下，可以预见，褐煤气化工业将有着广阔的发展前景。
从原理上讲，现有的固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法都可用于褐煤气化，但由于受产地、地质年代等条件制约，褐煤的性质存在着一定的差异，在选择采用何种气化方法应全面考虑和慎重权衡。
（3）褐煤液化
& & 褐煤液化是通过化学加工方法将固体煤转变成液体产品的技术，主要有直接液化和间接液化两种工艺技术。由褐煤生产液体燃料是高效和洁净利用褐煤、增加液体燃料油来源、发展煤化工、解决煤炭污染的重要途径。褐煤直接液化是在适当的温度、压力等反应条件下，借助于催化剂的作用，将其加氢裂解生成液体烃类和少量气体，并脱除氮、氧和硫等杂原子。这是一个褐煤深度转化的过程，又称加氢液化过程。其工艺过程包括原料煤干燥、破碎、煤浆制备、加氢液化、固液分离、气体净化处理、液态产物分馏、精制加工以及液化残渣气化制取氢气等过程。褐煤直接液化的产品是优质汽油、喷气燃料油、柴油以及芳烃和碳素化工原料，并副产燃料气、液化石油气、硫磺和氨等。褐煤直接液化工艺过程的热效率高达70%以上，是一种先进的褐煤洁净利用技术。若将褐煤转变成液体产物（合成原油），使H/C原子比增大，需要经历加氢、裂解、脱除杂原子等反应过程。
（4）褐煤低温干馏
& & 也称低温热解，有时也称为温和气化，是一个在隔绝空气条件下的热化学加工过程。常压生产，不用氧气，也不用加氢，即可得到煤气、半焦、酚类和焦油。褐煤是一种年轻煤，挥发分高，氢碳比高，进行低温干馏可多得焦油和煤气产品。低温干馏是煤的部分气化和液化过程，是把煤中的氢富集到焦油和煤气中，并得到富碳的半焦产品。由于低温干馏比煤的气化和液化工艺简单，加工条件温和，所以建设投资少，生产成本低，产品可进行综合利用。
经过初步考察认为，目前可以用于褐煤低温干馏的可行的技术包括：德国的鲁奇和艾伟巴炉型、澳大利亚的塔西坷炉型、爱沙尼亚的科威特炉型、国内的三江煤化工公司的SJ型干馏炉、抚顺式干馏炉、回转窑炉、固体热载体干馏技术等。
2.2.4褐煤的非燃料利用
& & 由于褐煤结构和组成复杂，有些褐煤含较高的活性基团、腐植酸和蜡，用不同溶剂萃取或化学处理可以得到各种贵重化工产品和原料，改变褐煤性质，直接或间接用于工农业生产，具有某些特殊综合利用的有效途径。其利用途径见下：
（1）褐煤蜡
& & 褐煤蜡的特点是熔点高、质硬发脆，耐湿性、化学稳定性和机械强度好，表面光亮似镜，导电性底，且能与其它蜡类及某些合成材料共熔成均匀的蜡膏。由于褐煤蜡来源于成煤植物的有机化合物，它没有致癌作用，因此在日用品、轻化工、纺织、造纸工业得到广泛应用。目前，我国有3个褐煤蜡生产厂。
（2）褐煤腐植酸制品
& & 最有希望开发利用的腐植酸资源是泥煤、褐煤和风化煤，腐植酸含量达10～80%。褐煤用稀碱溶液萃取出的物质中，扣除沥青和矿物质的那一部分物质称为腐殖酸。腐植酸的生产和利用是煤化工的一个方面。我国云南和内蒙古褐煤腐植酸中棕腐酸含量在16%以上，其它褐煤都在10%以下，吉林褐煤腐殖酸中黑腐酸占92.69%、棕腐酸7.31%。
（3）褐煤用作土壤改良剂
& & 含有羧基和酚羟基的褐煤是天然的离子交换剂，褐煤氧化可以提高羧基和酚羟基的含量，所以易自发氧化的褐煤适于制取土壤改良剂。褐煤还可吸收土壤中有害的盐，且有电子交换能力，影响土壤的氧化还原条件。
（4）木质褐煤制木炭
& & 云南省罗茨、潦浒、曲靖地区褐煤中的木质褐煤灰分低、化学活性高，很适宜制取煤基木炭和活性炭。煤基木炭可用作民用燃料、稀有金属和优质铸铁的冶炼、处理污水和废气的吸附剂、制备活性炭以及化工产品的原料。
（5）褐煤制炭分子筛
& & 煤基炭分子筛原料来源广，且价格低廉，其性能和生产成本在很大程度取决于原料煤的选择和制备工艺。
（6）褐煤可用于制活性炭
& & 褐煤煤化程度较低，生成的活性炭过渡孔较发达。煤质活性炭对原料煤基本要求之一是煤灰分小于10%。灰分对活性炭吸附性能产生不利影响，褐煤酸洗脱灰处理是改善活性炭有效方法之一。
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现在煤干馏技术会逐渐发展起来的。
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求助：褐煤低温干馏方面的论文
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好像现在低温干馏挺火。
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关注微信公众号　　煤根据煤化程度的不同，可分为泥炭、褐煤、烟煤和什么四类?答案:无烟煤
　　煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。
　　[编辑本段]
　　煤的分类
　　煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。
　　(1)褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松;含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同，发热量差异很大)，燃烧时间短，需经常加煤。
　　(2)烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃;含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。
　　(3)无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上;挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火;但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。
　　(4)泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用;泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。
　　泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和浙江(西湖泥煤)等地
　　1989年10月 ，国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
　　根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤，煤表面光亮，结构坚实，含有镜质体和亮质体的为亮煤，含粗粒体的为暗煤，含丝质体的为丝炭，由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。
　　根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤(无烟煤，含挥发分低于12%)、瘦煤(含挥发分为12-18%)、焦煤(含挥发分为18-26%)、肥煤(含挥发分为26-35%)、气煤(含挥发分为35-44%)和长焰煤(含挥发分超过42%)。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳，挥发分过低不粘结，过高会膨胀都无法用于炼焦，但一般炼焦要将多种煤配合。
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