准东煤粉燃烧过程颗粒物生成特性研究

发布时间：2020-05-17 15:10

【摘要】：准东煤田探明储量达2136亿吨,是我国最大的整装煤田,对缓解全国紧张的煤炭供应有重要意义。准东煤是典型的高碱金属煤,在燃烧过程中易形成亚微米颗粒物。一般的除尘设备对亚微米颗粒物脱除效果较差,亚微米颗粒物的排放对环境和人体健康造成严重危害。因此,本文以准东煤为研究对象,对其燃烧过程中颗粒物生成特性进行研究。同时,对外加矿物元素对准东煤燃烧时颗粒物生成的影响进行了研究。为完成本文的研究内容,首先搭建了沉降炉实验系统,并对其进行了温度场、冷却系统、给粉系统等方面的调试。调试结果证明实验系统稳定,可靠。对产生的颗粒物用ELPI进行收集,用XRF、SEM-EDS等仪器进行分析,获得生成颗粒物的形貌、生成量、化学成分等信息。对准东煤燃烧过程颗粒物形成基本规律进行研究,探讨了温度、粒径等因素的影响。结果显示:准东煤生成颗粒物(PM10)呈双峰分布,峰值分别位于0.2μm和2μm附近;煤粉粒径越小生成的亚微米颗粒物、超微米颗粒物量均增大;整体上燃烧温度越高,生成PM_(10)总量越多。以去离子水、醋酸铵、盐酸对准东煤进行分馏处理,对经过分馏处理的煤粉进行燃烧,研究水溶性矿物元素、离子可交换态元素、盐酸可溶态、酸不溶态元素等不同赋存形态矿物元素对颗粒物生成的影响。结果表明:水溶性的盐类主要对超细颗粒(PM_(0.2))生成有重要作用;以有机形式存在的Fe、Ca等元素在煤粉燃烧过程通过蒸发变成蒸汽分布在烟气中,当烟气温度降低时通过均相成核、异相凝结形成PM1,造成PM1上这两种元素的分布;不同分馏方法并不会对燃烧过程PM1-10中Si和Al的分布造成很大影响。针对准东煤燃烧过程中生成的亚微米颗粒物量较多,本文对原煤进行不同矿物元素(Mg、Ca、Fe)担载,研究添加不同矿物元素对颗粒物生成的影响作用。担载矿物元素对颗粒物生成质量粒数浓度、形貌、颗粒物化学组成的造成一定的影响。结果表明:对于控制亚微米生成,整体效果是CaFeMg;进行矿物元素担载可以使生成的部分亚微米颗粒物通过聚积、黏结等方式形成大粒径颗粒物,从而减少亚微米颗粒物的生成。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ534

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本文编号：2668753