噴嘴霧化工質(zhì)的種類及特性之固態(tài)工質(zhì)煤漿與噴嘴

發(fā)布時(shí)間:2024-07-02
至于兩種或多種氣體或液體工質(zhì)(燃料)在噴嘴內(nèi)相混,如焦?fàn)t煤氣噴嘴與高爐氣噴嘴,水與油的乳化油,醇類和植物油燃料與汽油、柴油等,由于它們之間的相容性,可以視為單一氣體或液體工質(zhì)。
而液體和固體工質(zhì)組成的兩相工質(zhì),也有人視為液態(tài)工質(zhì),因?yàn)榫哂辛鲃?dòng)性。但是它具有流變特性,與液、固比例有關(guān),與噴嘴噴射顆粒尺寸和分布有關(guān),與使用工藝有關(guān),具有高濃度、高粘度的流體特性。其中可以煤漿為代表加以說明。
已經(jīng)在工業(yè)爐、鍋爐(電站鍋爐)及流化床的噴嘴燃燒設(shè)備上較廣泛應(yīng)證用的油煤漿(com)、水煤漿(cwm),還有試用過的液態(tài)co2煤漿及油水煤漿(cowm),它們也在工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)上試用。以謀求以煤代(節(jié))油的節(jié)能目的。這些乳漿隨煤粉濃度增加,其粘度猛增,如煤粉濃度為55%時(shí),其粘度u=0.1 32pa·s(重油的p=1.14cp即0.0 11 4pa·s);煤粉濃度為40%左右,其,u=0.8cp(0.0008 pa.s),具有類似6號(hào)油的流動(dòng)性。添加少帚表面活性劑,進(jìn)行攪拌后,可形成較穩(wěn)定的液固混臺(tái)物。
煤漿噴嘴有如下一些霧化、燃燒特性:
1)油煤漿及油水煤漿在同樣濃度下,它的粘度低于水煤漿。但是它們都具有可霧化性,雖說在靜態(tài)下是一種高濃度、高粘度流體,但經(jīng)過剪切后的煤漿具有良好的可霧化性。采用空氣霧化噴嘴,水煤漿可霧化為75um左右的霧滴;油水煤漿(水為0—24.2%,煤粉為30%,其余為油,煤粉平均粒經(jīng)為19.6um).其粘度為1 6—37mm2/s,霧滴smd=37~44um.
2)在柴油機(jī)噴嘴和燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴上采用的煤漿燃料中煤粉平均粒徑為2~5un,在工業(yè)爐、鍋爐及流化床中使用的煤漿葉煤粉粒經(jīng)較大(20~200um)、煤粉粒徑越細(xì),則燃燒越好,但制備成本越高。
3)煤漿燃料,特別是水煤漿可以利用水力采煤、洗選精煤和濕磨獲得,免去復(fù)雜的、能耗高的脫水和干燥過程,并呵用地下管道輸送與分配。因此,從煤的損耗、干燥費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用等方面核算是具有很大經(jīng)濟(jì)效益的,也改善了環(huán)境污染。
4)經(jīng)過洗選精煤獲得的水煤漿,降低了灰含繁和硫含量,燃燒溫度較低.nox生存量少,在噴嘴內(nèi)燃燒后煙氣中污染物排量低于燃用煤粉的燃燒設(shè)備。但是終究含有煤粉粒子,煙氣中仍有污染物;并且對(duì)噴嘴、柴油機(jī)汽缸、燃?xì)廨啓C(jī)的透平(渦輪葉片)等產(chǎn)生磨蝕。例如燃用柴油的內(nèi)燃機(jī)上的多孔噴嘴(孔徑0.55mm),其壽命可達(dá)l一2年(相當(dāng)5000—6000h工作期),采用原噴嘴改噴水煤漿僅4.5h,孔徑擴(kuò)大到0.66~0.76mm,且磨損不均勻,因此在噴嘴材質(zhì)上和缸體表面處理等應(yīng)有所考慮,在噴嘴結(jié)構(gòu)方案上也要有所選擇。
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