基于微观特征的煤粉流动性实验研究

发布时间：2017-09-23 04:44

  本文关键词：基于微观特征的煤粉流动性实验研究

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【摘要】：在火力发电厂中,煤粉的储存、输送是其生产过程中很重要的环节,而煤粉在这些环节中经常会出现堵塞、结拱等现象,这些现象会对火力发电厂的安全性和经济性造成重要的影响。因此,研究影响煤粉流动性的因素非常重要。目前关于煤粉流动性影响因素的研究主要是从宏观因素考虑的,而煤粉颗粒的微观结构对煤粉的流动性具有重要的影响。本文以6种不同煤质的煤粉为研究对象,采用休止角测试法和Jenike剪切实验法对各样品进行了流动性测量,获得了休止角、粘聚力、流动函数等表征煤粉流动性的参数。在此基础上,以不同粒径的样品为研究对象,分析了粒径对煤粉流动性的影响。为了研究煤粉颗粒的微观结构对煤粉流动性的影响,对各样品进行了氮吸附和电镜扫描测试,进而分析了煤粉的微观参数(孔容积、比表面积、表面形态)对流动性的影响。煤质对煤粉流动性的影响很大,不同煤质煤粉煤化程度的差异导致煤粉具有不同的表面形态、孔隙结构等。研究发现:煤化程度越高的煤粉具有越强的流动性,煤化程度较高的阳城煤粉具有较小的休止角、粘聚力和较大的流动函数,分别为48.89o、6.383kPa、7.619,而煤化程度较低的潞安煤粉具有较大的休止角、粘聚力和较小的流动函数,分别为53.20o、9.643kPa、5.156。用粘聚力和流动函数表征煤粉的流动性时,煤化程度低的柳林煤粉的流动性比煤化程度较高的府谷煤粉强,柳林煤的粘聚力和流动函数分别为8.196 kPa和5.969,而府谷煤的粘聚力和流动函数分别为8.334 kPa和5.896。对不同粒径的府谷煤和柳林煤进行流动性分析时发现,除了在粒径段为88μm~98μm之外,其余粒径段的柳林煤粉的流动性均低于府谷煤粉的流动性。粒径对流动性具有重要的影响。对不同粒径的府谷煤和柳林煤进行流动性测试时发现,随着粒径的增大,府谷煤的休止角、粘聚力、内摩擦角、无侧界屈服压力、流动函数分别从50.34o、8.334kPa、33.703o、29.002 kPa、5.896变化到40.023o、3.288kPa、29.336o、12.986 kPa、12.652,柳林煤的休止角、粘聚力、内摩擦角、无侧界屈服压力、流动函数分别从50.39o、8.196kPa、32.700o、22.998 kPa、5.968变化到42.031o、5.538kPa、30.456o、19.365 kPa、9.287,表明流动性增强。煤粉流动性的差异是由煤粉的微观结构不同所导致的。煤粉颗粒的孔容积越大,煤粉颗粒吸附气体的含量增多,颗粒间的作用力增强,煤粉的流动性减弱;煤粉颗粒的比表面积越大,颗粒间的作用力增强,煤粉的流动性减弱;煤粉颗粒的表面粗糙、结构疏松,颗粒间的咬合作用较强,阻碍了煤粉的流动性。
【关键词】：煤粉 流动性 微观结构 煤质 粒径
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 课题背景及其意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-23
• 1.2.1 粉体流动性的外在影响因素11-13
• 1.2.2 粉体流动性的内在影响因素13-16
• 1.2.3 粉体流动性的测试方法16-23
• 1.3 本文的主要研究内容23
• 1.4 本章小结23-24
• 第二章 实验系统及实验方法24-40
• 2.1 休止角测试系统24-25
• 2.1.1 休止角测定仪24-25
• 2.1.2 休止角的测试方法25
• 2.2 Jenike剪切实验系统25-38
• 2.2.1 粉体的莫尔应力圆25-27
• 2.2.2 莫尔-库仑定律27-29
• 2.2.3 粉体的分类29-30
• 2.2.4 Jenike剪切实验系统及使用方法30-33
• 2.2.5 Jenike剪切实验中的各流动性参数33-37
• 2.2.6 压实力的选择37-38
• 2.3 本章小结38-40
• 第三章 煤粉流动性影响因素的实验研究40-64
• 3.1 不同煤质样品的制备及方法40-41
• 3.2 煤质对煤粉流动性的影响41-50
• 3.2.1 煤质对休止角的影响42-44
• 3.2.2 煤质对Jenike剪切实验各参数的影响44-50
• 3.3 不同粒径样品的制备及方法50-52
• 3.4 不同粒径煤粉的流动性测试结果52-62
• 3.4.1 粒径对休止角的影响52-54
• 3.4.2 粒径对Jenike剪切实验各参数的影响54-62
• 3.5 煤质和粒径对煤粉流动性影响的对比62
• 3.6 本章小结62-64
• 第四章 基于微观分析的煤粉流动性研究64-74
• 4.1 不同煤粉的微观结征64-70
• 4.1.1 吸/脱附等温线64-65
• 4.1.2 吸附回线65-66
• 4.1.3 比表面积66-67
• 4.1.4 孔容积67-68
• 4.1.5 颗粒形态68-69
• 4.1.6 煤粉微观参数与煤粉流动性的关系69-70
• 4.2 不同粒径煤粉的微观结构特征70-73
• 4.2.1 吸/脱附等温线和吸附回线70-71
• 4.2.2 比表面积71-72
• 4.2.3 颗粒形态72-73
• 4.2.4 煤粉微观参数与煤粉流动性关系73
• 4.3 本章小结73-74
• 第五章 结论和展望74-76
• 5.1 研究结论74-75
• 5.2 研究展望75-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文82

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