煤粉催化燃烧及其在水泥窑中工业试验研究

发布时间：2023-04-07 05:30

　　近年来,工业用煤消耗大量的煤炭资源,加剧了酸雨、雾霾等环境问题。水泥行业2019年耗煤量为1.95亿吨,如何降低水泥工业煤耗并实现煤炭资源的高效利用,是目前亟需解决的问题。现有研究表明,催化剂可促进煤中挥发分的析出,降低固定碳的燃烧反应活化能,显著提高工业用煤的燃尽率。然而,现有燃煤催化剂多针对电力行业设计,对水泥工业用煤的适用性有限。为提升燃煤催化剂的普适性,改善水泥工业用煤的燃烧性能,本文探讨了煤质与煤着火温度、最大失重速率、燃烧烈度和燃尽温度的关系,研究了金属离子对水泥工业用煤的催化效果,并进行催化剂配方的优选,通过煤有机结构和燃烧动力学的研究揭示了催化机理,并开展煤催化燃烧的工业试验研究,具体工作如下:通过水泥工业用煤的煤质分析和热重/差热综合热分析(TG-DSC)试验,探讨了煤挥发分和灰分对煤燃烧特征值的影响。煤的着火温度、最大失重速率、燃烧烈度、燃尽时间和煤空气干燥基挥发分有关,线性回归方程分别为:T_i=-5.76V_ad+590.92、(dw/dt)_max=-0.14V_ad+9.75、I...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 中国煤炭能源使用情况
        1.1.2 水泥工业用煤特点
    1.2 煤的组成及燃烧过程
        1.2.1 煤的组成
        1.2.2 煤的燃烧过程
    1.3 煤的催化燃烧研究现状
        1.3.1 金属化合物对煤燃烧性能的影响
        1.3.2 金属化合物催化燃烧机理
        1.3.3 课题的提出
    1.4 研究内容与意义
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究意义
第二章 原材料和试验方法
    2.1 原材料
        2.1.1 煤样制备
        2.1.2 煤灰的制备
        2.1.3 催化煤样的制备
    2.2 测试方法
        2.2.1 煤质分析方法
        2.2.2 煤有机结构分析方法
        2.2.3 燃烧性能测试方法
第三章 不同种类的煤燃烧特性
    3.1 煤质分析
        3.1.1 煤的工业分析及元素分析
        3.1.2 煤的灰分成分分析
        3.1.3 煤中矿物质的分析
    3.2 煤的燃烧特性
        3.2.1 烟煤的燃烧特性
        3.2.2 无烟煤的燃烧特性
    3.3 煤质与燃烧特征值关系
        3.3.1 挥发分与煤燃烧特征值的关系
        3.3.2 灰分与煤燃烧特征值的关系
    3.4 去矿烟煤的燃烧特性
    3.5 本章小结
第四章 不同金属离子对煤燃烧性能的影响及机理研究
    4.1 金属离子对烟煤燃烧性能的影响
        4.1.1 金属离子对YM-1燃烧性能的影响
        4.1.2 金属离子对YM-2燃烧性能的影响
        4.1.3 金属离子对YM-4燃烧性能的影响
        4.1.4 金属离子对烟煤的催化活性比较
    4.2 金属离子对无烟煤的燃烧性能的影响
        4.2.1 金属离子对WYM-1燃烧性能的影响
        4.2.2 金属离子对WYM-2燃烧性能的影响
        4.2.3 金属离子对WYM-5燃烧性能的影响
        4.2.4 金属离子对无烟煤的催化活性比较
    4.3 煤复合催化剂配方的优化设计
        4.3.1 YM-1的复合催化剂配方的优化设计
        4.3.2 WYM-1的复合催化剂配方的优化设计
    4.4 金属离子催化煤燃烧机理
        4.4.1 金属离子对煤有机结构的影响
        4.4.2 金属离子对煤燃烧动力学参数的影响
    4.5 本章小结
第五章 水泥窑中煤催化燃烧工业试验
    5.1 工厂用煤
    5.2 试验配方的优选
    5.3 催化剂添加方案
    5.4 试验结果分析
        5.4.1 出磨煤粉的工业分析
        5.4.2 催化剂对标准煤耗的影响
        5.4.3 催化剂对熟料质量的影响
    5.5 本章小结
结论
    1.研究成果
    2.创新点
    3.展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3785186