配煤和添加剂对准东煤灰烧结特性及碱金属蒸发冷凝影响研究
发布时间：2021-09-29 09:07
准东煤碱金属含量高,在电厂锅炉燃烧时会出现严重的结渣影响锅炉安全稳定运行。配煤和添加剂有利于减少碱金属释放,从而减缓电厂沾污积灰;同时又能调控煤灰熔融特性,可有效解决准东煤的结渣问题。因此,本文研究了配煤和添加剂对准东煤灰烧结特性和碱金属蒸发冷凝特性的影响,并利用数字图像处理技术、XRD（X射线衍射）和SEM-EDX（扫描电镜-能量色散X射线光谱）等手段对实验结果进行了处理分析。一方面,本文在配备有CCD（电荷耦合器件）相机监测系统的卧式炉中进行了配煤和添加剂对准东煤灰烧结特性的影响实验。实验结果表明,所有烧结样品的横截面都具有三层层状结构。北塔山煤、乌东煤和高岭土对烧结熔融有抑制作用,镁基对烧结熔融的抑制效果不明显。配煤和加入添加剂后的烧结样品最终时刻的面积和高度收缩率高度都有所减少,且随着比例的增加,收缩率降低。XRD分析结果表明,配煤和添加剂的种类和比例对矿物质的生成和变化有重要影响。SEM分析结果表明,烧结灰块最外层烧结严重且含有大量的孔状结构。EDX分析表明烧结灰块表面由内层到外层,Na和K元素的含量总体上呈降低趋势,而Ca、Al和Si元素则呈增加趋势,配煤和加入添加剂后碱金...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多点LIBS测量系统的配置图
浙江大学硕士学位论文第1章绪论6（a）仪器结构图（b）LIBS测量点图1.1多点LIBS测量系统的配置图Wei[43]等人研究了硅铝添加剂（SiO2，高岭土和粉煤灰）对灰熔融特性的影响，结果发现灰熔融温度随着硅铝添加剂比例的增加表现出先降低后增加的模式，且SiO2对钠的捕获能力最好。Niu[44]等人的研究表明，高岭土添加剂由于形成了高熔点莫来石和方石英而有效地增加了AFTs，低剂量的SiO2形成低熔点的硅酸钠导致AFTs减少，高剂量的SiO2导致灰分中SiO2过多从而使AFTs增加。Zhou[45]等人研究了在氧-燃料气氛下，五种不同的氧化物添加剂对煤灰烧结熔融特性的影响。结果表明，SiO2显着促进了熔融过程，但CaO大大抑制了烧结和熔融过程，Al2O3，Fe2O3和高岭土也在一定程度上影响了熔融物质的数量。Jing[23]等人利用差压技术对晋城粉煤灰成分在气化气氛下对烧结温度的影响进行实验研究，差压烧结装置如图1.2所示。该实验采用了五种不同的氧化物添加剂，结果表明，随着SiO2添加比例的增加，烧结温度先降低后升高；总体上，烧结温度随着Fe2O3、CaO、Na2O和K2O的比例增加而降低；随着MgO添加比例的增加，烧结温度先降低后趋于不变。图1.2差压烧结装置系统图（PDS）：1.温度控制器（温控热电偶）；2.测温热电偶；3.管式炉；4.石英管；5.U型管测压计；6.流量计Yang[46]等人重点研究了蛭石对准东积灰的影响，结果表明：在积灰初期，蛭石可与烟气中的SO2反应形成硫酸钠。到灰渣生长后期，灰渣主要由高熔点矿
浙江大学硕士学位论文第2章灰烧结实验系统和实验过程介绍102.灰烧结实验系统和实验方法介绍2.1引言本文的灰烧结实验在配备了CCD相机的烧结卧式炉中展开。为了模拟电厂锅炉实际运行过程中炉膛内水冷壁的情况，自行设计开发了一套可自动进退的油冷灰烧结探针系统。同时自行开发设计了一套CCD相机监测系统，以实时在线观测灰烧结熔融规律。本章对灰烧结实验系统的组成做了具体介绍，主要包括卧式炉本体、CCD相机监测系统和可进退烧结装置三部分。此外，为了对灰烧结样品做进一步的分析了解，还介绍了基于Matlab软件开发的GUI数字图像系统、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜在测试分析技术中的应用。2.2灰烧结实验系统介绍2.2.1卧式炉烧结系统简介本文的灰烧结实验是在如图2.1所示的卧式炉烧结系统中进行的。图2.1卧式炉烧结实验系统示意图该烧结实验台主要由卧式炉本体、CCD相机监测系统和可进退烧结装置三部分构成。卧式炉本体包括硅钼棒、刚玉管、B型热电偶、温度控制元件以及外层的耐火材料等组件。其中刚玉管的内径为100mm，长度为900mm。通过温度控制器可以设置炉膛加热时间、加热温度和加热速率，下方仪表盘会实时显示当前的电压和电流大校B型热电偶通到刚玉管中间位置以测量炉膛内部的温度，并把温度信号实时传递给温度控制系统，以调节硅钼棒的加热功率，使得炉膛中心的温度达到实验研究所要求的温度。该炉膛可承受的最高加热温度为1600℃。卧式炉两侧各有开孔，右侧通入放置灰块的烧结探针，左侧布置CCD监测系统，可对灰样在烧结卧式炉中的熔融烧结状况进行在线监测。烧结卧式炉具体外观如图2.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[2]对我国煤炭利用转型发展浅析[J]. 侯志鹰. 当代石油石化. 2019(02)
[3]准东高碱煤气化过程中碱金属赋存形态迁移转化[J]. 齐晓宾,宋国良,宋维健. 煤炭学报. 2016(04)
[4]准东高钠煤热解过程中钠的迁移特性实验研究[J]. 宋维健,宋国良,张海霞,范金龙,吕清刚. 燃料化学学报. 2015(01)
[5]准东煤中碱金属的赋存形态及其在热解过程中的迁移规律[J]. 王智化,李谦,刘敬,黄镇宇,周志军,周俊虎,岑可法. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[6]新疆准东煤田大井矿区东露天煤矿煤质特性分析[J]. 王国胜. 煤质技术. 2013(05)
[7]高钙山鑫煤灰熔融及黏温特性分析[J]. 许洁,刘霞,张庆,赵锋,郭庆华,于广锁,王辅臣. 中国电机工程学报. 2013(20)
[8]准东煤田煤质特征及分布规律[J]. 陈新蔚,庄新国,周继兵,曾宪军,阿米娜,葛栋峰,杨森. 新疆地质. 2013(01)
[9]配煤对煤灰熔融特性影响的实验与量化研究[J]. 陈玉爽,张忠孝,乌晓江,李洁,管嵘清,闫博. 燃料化学学报. 2009(05)
[10]配煤煤灰内矿物质转变过程与熔融特性规律[J]. 杨建国,刘志,赵虹,岑可法. 中国电机工程学报. 2008(14)
硕士论文
[1]准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究[D]. 沈铭科.浙江大学 2016
[2]富氧条件下添加剂对高钠煤烧结特性影响的研究[D]. 王建阳.浙江大学 2016
[3]准东煤燃烧及结渣特性研究[D]. 孟建强.哈尔滨工业大学 2013
[4]神木煤一维炉热态结渣过程和添加剂防结渣的试验研究[D]. 张杰.浙江大学 2011
[5]配煤对煤灰熔融特性和灰渣粘度影响的实验研究[D]. 焦发存.安徽理工大学 2006
本文编号：3413450
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多点LIBS测量系统的配置图
浙江大学硕士学位论文第1章绪论6（a）仪器结构图（b）LIBS测量点图1.1多点LIBS测量系统的配置图Wei[43]等人研究了硅铝添加剂（SiO2，高岭土和粉煤灰）对灰熔融特性的影响，结果发现灰熔融温度随着硅铝添加剂比例的增加表现出先降低后增加的模式，且SiO2对钠的捕获能力最好。Niu[44]等人的研究表明，高岭土添加剂由于形成了高熔点莫来石和方石英而有效地增加了AFTs，低剂量的SiO2形成低熔点的硅酸钠导致AFTs减少，高剂量的SiO2导致灰分中SiO2过多从而使AFTs增加。Zhou[45]等人研究了在氧-燃料气氛下，五种不同的氧化物添加剂对煤灰烧结熔融特性的影响。结果表明，SiO2显着促进了熔融过程，但CaO大大抑制了烧结和熔融过程，Al2O3，Fe2O3和高岭土也在一定程度上影响了熔融物质的数量。Jing[23]等人利用差压技术对晋城粉煤灰成分在气化气氛下对烧结温度的影响进行实验研究，差压烧结装置如图1.2所示。该实验采用了五种不同的氧化物添加剂，结果表明，随着SiO2添加比例的增加，烧结温度先降低后升高；总体上，烧结温度随着Fe2O3、CaO、Na2O和K2O的比例增加而降低；随着MgO添加比例的增加，烧结温度先降低后趋于不变。图1.2差压烧结装置系统图（PDS）：1.温度控制器（温控热电偶）；2.测温热电偶；3.管式炉；4.石英管；5.U型管测压计；6.流量计Yang[46]等人重点研究了蛭石对准东积灰的影响，结果表明：在积灰初期，蛭石可与烟气中的SO2反应形成硫酸钠。到灰渣生长后期，灰渣主要由高熔点矿
浙江大学硕士学位论文第2章灰烧结实验系统和实验过程介绍102.灰烧结实验系统和实验方法介绍2.1引言本文的灰烧结实验在配备了CCD相机的烧结卧式炉中展开。为了模拟电厂锅炉实际运行过程中炉膛内水冷壁的情况，自行设计开发了一套可自动进退的油冷灰烧结探针系统。同时自行开发设计了一套CCD相机监测系统，以实时在线观测灰烧结熔融规律。本章对灰烧结实验系统的组成做了具体介绍，主要包括卧式炉本体、CCD相机监测系统和可进退烧结装置三部分。此外，为了对灰烧结样品做进一步的分析了解，还介绍了基于Matlab软件开发的GUI数字图像系统、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜在测试分析技术中的应用。2.2灰烧结实验系统介绍2.2.1卧式炉烧结系统简介本文的灰烧结实验是在如图2.1所示的卧式炉烧结系统中进行的。图2.1卧式炉烧结实验系统示意图该烧结实验台主要由卧式炉本体、CCD相机监测系统和可进退烧结装置三部分构成。卧式炉本体包括硅钼棒、刚玉管、B型热电偶、温度控制元件以及外层的耐火材料等组件。其中刚玉管的内径为100mm，长度为900mm。通过温度控制器可以设置炉膛加热时间、加热温度和加热速率，下方仪表盘会实时显示当前的电压和电流大校B型热电偶通到刚玉管中间位置以测量炉膛内部的温度，并把温度信号实时传递给温度控制系统，以调节硅钼棒的加热功率，使得炉膛中心的温度达到实验研究所要求的温度。该炉膛可承受的最高加热温度为1600℃。卧式炉两侧各有开孔，右侧通入放置灰块的烧结探针，左侧布置CCD监测系统，可对灰样在烧结卧式炉中的熔融烧结状况进行在线监测。烧结卧式炉具体外观如图2.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[2]对我国煤炭利用转型发展浅析[J]. 侯志鹰. 当代石油石化. 2019(02)
[3]准东高碱煤气化过程中碱金属赋存形态迁移转化[J]. 齐晓宾,宋国良,宋维健. 煤炭学报. 2016(04)
[4]准东高钠煤热解过程中钠的迁移特性实验研究[J]. 宋维健,宋国良,张海霞,范金龙,吕清刚. 燃料化学学报. 2015(01)
[5]准东煤中碱金属的赋存形态及其在热解过程中的迁移规律[J]. 王智化,李谦,刘敬,黄镇宇,周志军,周俊虎,岑可法. 中国电机工程学报. 2014(S1)
[6]新疆准东煤田大井矿区东露天煤矿煤质特性分析[J]. 王国胜. 煤质技术. 2013(05)
[7]高钙山鑫煤灰熔融及黏温特性分析[J]. 许洁,刘霞,张庆,赵锋,郭庆华,于广锁,王辅臣. 中国电机工程学报. 2013(20)
[8]准东煤田煤质特征及分布规律[J]. 陈新蔚,庄新国,周继兵,曾宪军,阿米娜,葛栋峰,杨森. 新疆地质. 2013(01)
[9]配煤对煤灰熔融特性影响的实验与量化研究[J]. 陈玉爽,张忠孝,乌晓江,李洁,管嵘清,闫博. 燃料化学学报. 2009(05)
[10]配煤煤灰内矿物质转变过程与熔融特性规律[J]. 杨建国,刘志,赵虹,岑可法. 中国电机工程学报. 2008(14)
硕士论文
[1]准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究[D]. 沈铭科.浙江大学 2016
[2]富氧条件下添加剂对高钠煤烧结特性影响的研究[D]. 王建阳.浙江大学 2016
[3]准东煤燃烧及结渣特性研究[D]. 孟建强.哈尔滨工业大学 2013
[4]神木煤一维炉热态结渣过程和添加剂防结渣的试验研究[D]. 张杰.浙江大学 2011
[5]配煤对煤灰熔融特性和灰渣粘度影响的实验研究[D]. 焦发存.安徽理工大学 2006
本文编号：3413450
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