组分对准东煤灰烧结特性的影响机理

发布时间：2020-06-07 04:05

【摘要】：准东煤田位于中国新疆准东地区,由于其储量大、成本低的特点,在近几年间受到了各高校和工业界的广泛关注,并有望在未来几十年成为研究热点。然而,准东煤灰中碱及碱土金属(AAEMs)含量相当高,在性质上和维多利亚褐煤具备较大相似性。煤灰中高含量的AAEMs(特别是钠元素)已被认为是引起严重灰问题的主要原因,比如沾污、腐蚀和结渣等。准东煤灰产生强沾污的机理与其他煤灰不同,可以概括为“沾污烧结”。该现象的出现会导致锅炉尾部烟道产生严重的积灰,对锅炉的安全运行,还会大大降低电厂效率。因此为了研究准东煤灰的烧结特性及不同成分造成的影响,本文中选择预处理准东煤灰和氧化物负载煤灰为实验样品,利用压降烧结设备、收缩率测量实验设备、小型拉压力试样机和Image Pro等实验设备和软件,结合电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜,对准东煤灰的烧结特性进行系统的研究。首先,利用分级萃取的方法处理准东煤,以ICP-AES分析结果为依照,按照水溶类、可离子交换类、酸溶类和不溶类对准东原煤中AAEMs进行类别区分。同时分析了不同萃取阶段中某些参数对于萃取效率的影响,合理选择最佳萃取参数可以提高萃取效率。其次,分别选择浸渍法和干混法向准东煤中搭载不同物质,改变准东煤及其灰分的组成成分。自主设计了一套新型的低、高温灰分制备方法,并对该方法进行验证,结果表现良好。按照国家标准测定了不同预处理煤在低、高温下的成灰率,并对产生差异的原因进行分析。然后,设计了三种灰分成型模具,比较了三者的优缺点,并选择了相对合理的成型模具设计方案。分别利用压降法、收缩率测定法和压溃强度法测量不同灰分的烧结温度,并以碱酸比为变量分析其与烧结温度的关系,提出了两者之间的关联式。最后,利用XRD测定烧结前后煤灰中的矿物成分,推测在烧结过程中产生的物相迁移规律,着重分析在烧结过程中含Na、Ca元素矿物的转化,结合现有研究成果讨论不同成分对烧结的影响机理。通过SEM观察各煤灰在不同温度下的微观形貌,表征烧结前后的典型微观现象,辅助分析烧结机理。
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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文然而，由于准东煤中存在大量碱及碱土金属元素（AAEMs），使得其煤灰中氧化物的含量明显偏多，其中最突出的特点是氧化钠、氧化钙含量远超国内动力煤灰。因此会导致锅炉受热面产生严重的积灰、结渣和腐蚀现象，对锅命和热利用率造成十分不利的影响[8, 9]。如图 1-2 中，为某锅炉实际燃烧准东
【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】：2018
【分类号】：TQ536.4

【参考文献】