煤灰熔融特性的影响因素及其调控的实验研究

发布时间：2017-01-11 19:25

本文关键词：煤灰熔融特性的影响因素及其调控的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国矿业大学》 2014年

煤灰熔融特性的影响因素及其调控的实验研究

袁宝泉

【摘要】：煤灰熔融特性是判断煤灰结渣程度的重要参数，炉内结渣影响锅炉的高效、安全运行，因此，研究煤灰熔融特性的影响因素及其调控方法对动力煤的有效利用具有重要意义。本文针对六种煤灰成分差异较大煤样熔融特性的影响因素和灰熔融温度的调控手段进行实验研究，利用XRD、SEM、SEM-EDS、三元相图等分析手段，探讨了煤灰化学成分对煤灰灰熔融温度的影响，分析煤灰熔融特性的变化规律及其机理，找到了调节煤灰熔融温度的几种方法，并建立了煤灰熔融温度的预测模型。在研究煤灰成分对煤灰熔融性的影响过程中，考虑到煤灰成分组成的复杂性，采用模拟灰替代原煤灰的方法来研究煤灰成分对灰熔融性的影响规律，以A灰样为研究对象，采用人工配灰法配制化学组分与A灰样相似的人工灰样,以便于控制煤灰中各组分的种类和含量。结果表明，煤灰的熔融温度随Al2O3和CaO呈现先降低后升高的趋势。A煤灰中Al2O3和CaO的含量在15%和20%左右时，A煤灰的熔融温度最低；由于煤灰中Al2O3含量一般大于15%，所以Al2O3通常起提高灰熔点的作用；TiO2起提高灰熔点的作用，TiO2含量每增加0.5%，煤灰的熔融温度增加12~15℃。SiO2对灰熔点的影响是双重的，煤灰熔融温度随SiO2含量的增加呈现降低-升高-降低-升高的变化规律， Fe2O3、MgO和Na2CO3系助熔组分。Fe2O3含量每增加3%，A煤灰的灰熔点下降10~20℃，Fe2O3参与多个低温共熔体的形成，如Al2O3·SiO2-2FeO·SiO2-SiO2和SiO2-Al2O3-Fe2O3共熔体系，这些低温共熔体的熔点一般在1000~1200℃之间，所以Fe2O3具有助熔作用；MgO一般起降低灰熔点的作用，这主要是因为Mg2+易于和高灰熔点的莫来石反应生成低熔点的矿物；煤灰熔融温度的调控研究，，主要通过B、C、D、E、F灰样的两两混配以及向煤样中加入矿化机和混合助剂来研究配煤、矿化机和混合助剂对灰熔融特性的影响规律,结果表明：配煤过程灰熔点变化不符合线性规律，配煤的灰熔融温度与Al2O3-CaO-SiO2的液相温度相似，但要低于三元相图中所得到的温度。配煤过程，如果两种单煤在Al2O3-CaO-SiO2三元相图位置上的连线经过低温共熔区，则这两种煤可以混配出灰熔点低于参配单煤灰熔点的混煤。处于Al2O3-CaO-SiO2三元相图同一结晶矿物区的单煤相配，配煤的灰熔融特性温度与配比之间的线性回归系数要大于不在同一结晶矿物区的单煤相配时的灰熔融特性温度与配比之间的线性回归系数。矿化剂和混合助剂通过促进或抑制高熔点结晶矿物的生成来调节煤灰的熔融温度。矿化剂的作用效果与矿化剂的种类、用量和煤灰成分有关。V2O5和NaF通过促进莫来石的生成来提高煤灰的熔融温度。V2O5的效果要优于NaF。矿化剂对C煤灰的作用效果要优于D煤灰。对于降低F煤灰熔融温度的实验，混合助剂CaO/SiO2=13/7的作用效果比CaO好。适当的混合助熔剂可以有效地调节煤灰的熔融温度，调节效果要优于单一助剂。在研究煤灰成分在相图上的分布特点和灰熔点调控机理的基础上,根据近300组煤灰成分和灰熔点的实验数据,运用神经网络、通用全局优化法等优化算法,提出煤灰成分与灰熔点之间的预测模型为：所提出的灰熔点预测模型对43组煤灰的熔融温度进行预测,结果表明,所提出的灰熔点预测模型可以很好地预测煤灰的熔融温度。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ533
【目录】：

下载全文更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 董瑜,谢高地;资源场理论及其在资源流动中的应用[J];地理科学;2001年05期

2 李帆,邱建荣,郑楚光,胡宇;混煤煤灰熔融特性及矿物质形态的研究[J];工程热物理学报;1998年01期

3 邱建荣，马毓义，曾汉才，吕焕尧，喻秋梅;混煤氮的热解析出特性及燃料NO_x的形成规律[J];工程热物理学报;1995年01期

4 陈国艳;张忠孝;陈龙;代百乾;;钙基对煤灰熔融特性影响的研究[J];锅炉技术;2009年03期

5 吴小丽;丁维明;;基于改进神经网络的煤灰熔点预测方法[J];工业控制计算机;2011年05期

6 潘利民;;针对解决锅炉结焦问题的探究[J];硅谷;2012年11期

7 吴杰,徐江华,王群英;配煤降低淮南煤灰熔点的研究及机理初探[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2003年04期

8 毛军,徐明厚,李帆;碱性矿物质对煤灰熔融特性影响的研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年04期

9 张璐;吕庆章;;煤灰熔融性的影响因素[J];机电产品开发与创新;2010年02期

10 陈玉爽;张忠孝;李洁;管嵘清;乌晓江;闫博;;煤灰中高熔点矿物质莫来石的实验与量化研究[J];洁净煤技术;2009年04期

【共引文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 于戈文;王延铭;徐元源;;弱还原性气氛条件下CaO对高灰熔点煤灰熔融性影响的研究[J];内蒙古科技大学学报;2007年01期

2 赵冰;王诺;;物流场理论及其在物资流动中的应用[J];商业研究;2011年04期

3 段七零;;我国原油流动的空间格局研究[J];长江流域资源与环境;2008年04期

4 侯宁普;杜梅芳;李洁;吴高贺;乌晓江;;用量子化学理论研究煤灰中矿物质铁橄榄石的物理和化学性质[J];材料导报;2010年18期

5 聂建华;张寒;徐满;晏强;梁永和;;熔盐法合成莫来石晶须[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期

6 陈立军,文孝强,王强,王恭,孙灵芳,刘广生,杨善让;火力发电机组锅炉结渣预测方法的新进展[J];东北电力学院学报;2005年04期

7 郝丽芬;李东雄;靳智平;;灰成分与灰熔融性关系的研究[J];电力学报;2006年03期

8 王新志;祝明坤;曹爽;;基于广义回归神经网络的GPS高程转换[J];大地测量与地球动力学;2011年06期

9 谭振云;;1000MW超超临界机组除渣系统的选择[J];电力建设;2009年10期

10 郭振;王栋材;胡佳琪;王星久;吴小芳;;600MW发电机组混煤选配方案研究[J];电力科学与工程;2010年08期

中国重要会议论文全文数据库前9条

1 王春林;;灰熔点预测建模研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

2 银涛;俞集辉;;基于GRNN的电力系统短期负荷预测[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年

3 陈其红;阚树林;秦臻;;基于广义回归神经网络(GRNN)的设备可靠性预测[A];2011年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第三次全体委员大会论文集[C];2011年

4 刘崇礼;;关于地质工作发展规律的基本认识[A];中国地质工作发展规律研究[C];2010年

5 田山岗;;趋利避害、扬长补短——内蒙古煤炭资源开发战略之思索[A];2010内蒙古煤炭工业科学发展高层论坛论文集[C];2010年

6 张建良;杨天钧;;中国炼铁原料技术创新与展望[A];2012年全国炼铁原料技术创新与烧结低温余热利用技术研讨会论文集[C];2012年

7 王云刚;赵钦新;马海东;王浩;姜微微;;准东煤灰熔点特性试验研究[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2012年学术研讨会论文集[C];2012年

8 庄伟;廖和平;潘卓;李靖;赵振洋;;基于居住场势理论的农村建设用地整治分区与模式选择——以重庆市白市驿镇为例[A];2013全国土地资源开发利用与生态文明建设学术研讨会论文集[C];2013年

9 孙亦鹏;程亮;于洋;张清峰;;改烧神华煤对制粉系统及锅炉运行的影响[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库前10条

1 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年

2 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年

3 秦建光;秸秆类生物质流态化燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年

4 展秀丽;石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究[D];华东理工大学;2011年

5 袁学英;中国企业跨区域并购、资源流动与长期绩效[D];北京交通大学;2011年

6 赵冰;基于场论的物流生成及运行机理研究[D];大连海事大学;2011年

7 刘波平;近红外光谱技术在多组分检测及模式识别中的应用研究[D];南京理工大学;2011年

8 李继炳;配煤与新型助熔剂改进Shell煤气化工艺的研究[D];华东理工大学;2011年

9 林伟宁;气流床水冷壁气化炉熔渣沉积试验研究及水冷壁数值模拟[D];华东理工大学;2011年

10 宋文佳;高温煤气化炉中煤灰熔融、流动和流变行为特性研究[D];华东理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库前10条

1 姜建勋;金属化合物催化煤燃烧规律的实验研究[D];长沙理工大学;2010年

2 袁军;煤基混合燃料的燃烧特性及优化配比研究[D];长沙理工大学;2010年

3 卢珊珊;气流床煤气化灰渣的特性研究[D];华东理工大学;2011年

4 高玲;脱硫废渣CaSO_4对煤灰熔融调节行为的研究[D];华东理工大学;2011年

5 吴加奇;高温下渣/灰熔融与矿物质行为对煤焦气化反应特性的影响[D];华东理工大学;2011年

6 曹晓哲;基于神经网络对配煤成浆性的预测研究[D];浙江大学;2010年

7 卢丹;不同预处理方法对煤结渣影响的实验研究[D];浙江大学;2010年

8 安春国;医用玻璃及医疗废物灰渣熔融特性研究[D];浙江大学;2010年

9 李清毅;电厂优化配煤及燃煤添加剂研究[D];浙江大学;2011年

10 赵京;改善燃煤结渣以及燃烧特性的研究[D];浙江大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 高珮义;城市引力场论——城市化基本原理初探[J];北京大学学报(哲学社会科学版);1990年06期

2 袁建君,方琪,刘智恩;晶须的研究进展[J];材料科学与工程;1996年04期

3 李群,赵嵩正;资源流动机制与区域经济发展探析[J];财贸经济;2005年06期

4 董瑜,谢高地;资源场理论及其在资源流动中的应用[J];地理科学;2001年05期

5 王志国;物流场论及其在经济分析中的应用[J];地理学报;1990年01期

6 何佩敖,张忠孝;我国动力用煤结渣特性的试验研究[J];动力工程;1987年02期

7 杨志忠,何秀英,沈坚勇;石灰石对CFB锅炉灰熔性影响的试验研究[J];动力工程;2002年06期

8 周爱兰,张忠孝,黄志强;超细石灰石热解的数学模拟和试验研究[J];动力工程;2004年01期

9 俞海淼,曹欣玉,李志,周俊虎,刘建忠,岑可法;应用灰污热流计监测燃煤锅炉炉膛灰污结渣的动态过程[J];动力工程;2005年01期

10 张毅;丁艳军;张鸿泉;吴占松;仇韬;孔亮;;电站锅炉运行性能综合预测模型[J];动力工程;2006年01期

中国博士学位论文全文数据库前2条

1 张东平;城市生活垃圾流化床焚烧过程酸性气体排放及其人工神经网络预测[D];浙江大学;2003年

2 赵晓辉;基于矿物质赋存形态与转变过程的炉内灰渣沉积研究[D];浙江大学;2007年

【相似文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 杨和彦;李寒旭;武成利;魏雅娟;张琨;张冬梅;;粒度对煤灰熔融特性的影响及作用机理初探[J];应用化工;2012年03期

2 陈冬霞;唐黎华;周亚明;汪文梅;吴勇强;朱子彬;;灰中焦对煤灰熔融特性的影响[J];燃料化学学报;2007年02期

3 毛军;;煤灰熔融特性及矿物组成研究[J];能源与环境;2013年01期

4 鹰嘴利么,吴纪;煤加热过程中各种参数的变化及与软化熔融特性间的关系[J];煤质技术;2000年06期

5 李德侠;周志杰;郭庆华;于广锁;;榆林煤灰熔融特性及黏温特性[J];化工学报;2012年01期

6 代百乾;乌晓江;张忠孝;;洗煤对高碱煤碱金属迁移及灰熔融特性的影响[J];热能动力工程;2014年01期

7 任山;张建良;刘伟剑;田昌国;袁宇皓;刘继斌;;高炉喷吹煤粉的灰熔融特性[J];钢铁研究学报;2012年10期

8 姚润生;李小红;左永飞;李凡;;钠基助熔剂对灵石煤灰熔融特性温度的影响[J];煤炭学报;2011年06期

9 刘志;杨建国;赵虹;;配煤煤灰熔融特性的热分析研究[J];电站系统工程;2006年03期

10 乌晓江;张忠孝;周托;陈玉爽;陈国艳;陆成;黄凤豹;;气化条件下混煤灰熔融特性及矿物质演变规律[J];燃烧科学与技术;2010年06期

中国重要会议论文全文数据库前2条

1 张翔;吴乃新;乌晓江;张建文;徐雪元;汪丽芬;王恩禄;章明川;;烟气组分对高钠煤灰熔融特性影响实验研究[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2013年学术研讨会论文集[C];2013年

2 田洪鹏;朱学栋;朱子彬;;应用FactSage预测CaO助熔剂对模拟灰熔融特性的影响[A];上海市化学化工学会2008年度学术年会论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库前1条

1 景妮洁;加压流化床气化条件下灰熔融特性研究[D];浙江大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库前8条

1 肖毅;褐煤混煤灰熔融特性试验研究[D];昆明理工大学;2013年

2 李晓飞;反应条件对煤灰熔融特性的影响[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 王文杰;气化条件下煤灰熔融特性的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 揭涛;加压流化床气化条件下煤灰熔融特性的实验研究[D];浙江大学;2008年

5 邬士军;携带床气化条件下灰渣熔融特性实验研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 郭飞;不同地质年代的煤灰成分及熔融特性规律[D];浙江大学;2008年

7 邓芙蓉;利用TG-DSC、XRD、SEM等多种手段研究煤灰的熔融特性[D];浙江大学;2005年

8 安春国;医用玻璃及医疗废物灰渣熔融特性研究[D];浙江大学;2010年