准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究

发布时间：2017-05-20 13:12

  本文关键词：准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：减少准东煤燃烧过程中钠的释放对其大规模利用具有重要意义。本文选择常见的硅铝矿物高岭土、矾土和硅藻土作为准东煤添加剂掺烧,研究了不同掺混比例、不同燃烧温度下添加剂对NaCl、Na2SO4、NaOH以及准东煤中钠的固定效果。结果显示：高岭土对含钠矿物及准东煤中钠的固定效果最好,原因为高岭土同时含有硅、铝元素；固钠率随添加剂比例升高而增大,随着加热温度升高略微下降,主要是由于反应物浓度减小、烧结等原因。选择固钠效果最好的高岭土添加剂作为研究对象,研究了不同掺烧比例下准东煤灰熔融特性的变化,并结合XRD图谱和三元相图研究了煤灰熔融特性的变化及高温下煤灰矿物质演化规律。实验结果表明：煤灰熔融特性变化主要是由于灰中硅钙石、钙黄长石和钙长石矿物比例的变化导致了低温共熔现象引起；当掺混比例为2%时利于固态排渣,掺混比例为3-4%时有利于液体排渣。配煤燃烧是另一种减少准东煤中钠释放的重要手段。选择准格尔煤作为准东煤的掺烧煤种,研究了不同掺混比例、不同燃烧温度下对准东煤中钠的固定效果,同时对不同掺烧比例下准东煤灰熔融特性的变化及高温下煤灰矿物质演化规律进行分析。实验结果显示：准东煤掺烧准格尔煤后表现出较强的固钠效果,固钠率随着掺烧比例的升高而增大,随着温度升高逐渐下降；煤灰熔点先下降后升高,主要是由于钙黄长石、透辉石、镁硅钙石、磁铁矿四种种矿物发生了剧烈的低温共熔现象；当掺混比例在3%时有利于液态排渣,而固态排渣炉应选择掺混5%以上准格尔煤。采用布谷鸟算法优化BP神经网络,建立了CSBP煤灰变形温度预测模型,对单煤、煤掺添加剂和配煤样本的变形温度进行预测,并利用准东煤掺烧高岭土、准格尔后煤灰变形温度对模型进行了验证。研究发现,CSBP模型较BP模型对煤灰变形温度的预测更加精准；相比单煤预测而言,煤掺添加剂及配煤的预测误差都有明显的增加；CSBP模型对准东煤掺烧高岭土和掺烧准格尔煤的煤灰变形温度同样可以进行相对准确的预测。
【关键词】：准东煤 固钠 添加剂 配煤 灰熔点 低温共熔 煤灰变形温度预测
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ531
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-14
• 1.1.1 煤炭能源利用现状11
• 1.1.2 准东煤的重要性11-12
• 1.1.3 准东煤质特征12
• 1.1.4 准东煤利用现状及存在的问题12-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 煤中钠的赋存形态14
• 1.2.2 煤燃烧过程中钠的释放及迁移过程14-17
• 1.2.3 煤灰熔融特性影响因素17-19
• 1.2.4 添加剂、配煤对煤灰熔融特性影响19-20
• 1.2.5 煤灰熔点预测20-21
• 1.3 本文研究内容21-23
• 2 实验仪器、方法及材料23-32
• 2.1 样品中钠含量测量方法23-24
• 2.1.1 主要仪器介绍23-24
• 2.1.2 实验方法介绍24
• 2.2 低温灰制样24-25
• 2.2.1 主要仪器介绍24-25
• 2.2.2 实验方法介绍25
• 2.3 高温灰制样25-26
• 2.4 灰熔融特性检测26-27
• 2.4.1 主要仪器介绍26
• 2.4.2 实验方法介绍26-27
• 2.5 煤中矿物成分分析方法27-29
• 2.6 三元相图29-30
• 2.7 Factsage软件介绍30
• 2.8 实验煤种及添加剂30-32
• 3 硅铝添加剂对含钠矿物及准东煤中钠的固定32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 实验方法32-33
• 3.2.1 低温灰化实验32-33
• 3.2.2 含钠矿物质掺烧添加剂固钠实验33
• 3.2.3 准东煤掺烧三种添加剂固钠实验33
• 3.2.4 高温灰钠含量测量33
• 3.3 结果与讨论33-40
• 3.3.1 准东原煤低温灰矿物分析33-34
• 3.3.2 不同添加剂对NaCl的固定效果34-36
• 3.3.3 不同添加剂对Na_2SO_4的固定效果36-37
• 3.3.4 不同添加剂对NaOH的固定效果37-38
• 3.3.5 不同添加剂对准东煤中钠的固定效果38-40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 准东煤掺烧高岭土对灰熔融特性影响42-49
• 4.1 引言42
• 4.2 实验方法42-43
• 4.2.1 煤灰熔融特性实验42
• 4.2.2 煤灰矿物高温激冷实验42-43
• 4.3 不同比例高岭土添加剂对煤灰熔融特性的影响43-47
• 4.3.1 不同掺混比例下煤灰熔融特性分析43-44
• 4.3.2 高温下煤灰矿物演变过程44-46
• 4.3.3 三元相图分析46-47
• 4.4 固钠率与灰熔融特性对比分析47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 5 准东煤掺烧准格尔煤对固钠率及灰熔融特性影响49-60
• 5.1 引言49
• 5.2 实验方法49-50
• 5.2.1 准东煤掺烧准格尔煤固钠实验49-50
• 5.2.2 准东煤掺混准格尔煤灰熔融特性实验50
• 5.2.3 煤灰矿物高温激冷实验50
• 5.3 准格尔煤固钠效果分析50-51
• 5.4 煤灰熔融特性变化51
• 5.5 高温下煤灰矿物质转化过程51-56
• 5.6 Factsage模拟低温共熔过程56-59
• 5.6.1 准东煤灰低温共熔过程56-58
• 5.6.2 DG3混煤灰低温共熔过程58
• 5.6.3 固钠率与灰烙融特性对比分析58-59
• 5.7 本章小结59-60
• 6 基于布谷鸟算法与BP神经网络的煤灰变形温度预测60-71
• 6.1 引言60
• 6.2 CSBP算法模型介绍60-62
• 6.2.1 BP神经网络60-61
• 6.2.2 布谷鸟搜索(CS)算法61
• 6.2.3 布谷鸟BP神经网络(CSBP)61-62
• 6.3 基于CSBP模型的煤灰变形温度预测62-70
• 6.3.1 样本来源62-63
• 6.3.2 煤灰变形温度CSBP模型建立63-64
• 6.3.3 CSBP模型对单煤变形温度预测64-65
• 6.3.4 CSBP模型对煤掺添加剂变形温度预测65-66
• 6.3.5 CSBP模型对配煤变形温度预测66-69
• 6.3.6 CSBP模型对准东煤掺烧高岭土及掺烧准格尔煤后煤灰变形温度预测69-70
• 6.4 本章小结70-71
• 7 全文总结与展望71-75
• 7.1 全文总结71-73
• 7.2 展望73-75
• 参考文献75-83
• 作者简介及攻读硕士期间的研究成果83

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本文编号：381712