不同气氛下煤焦的结构特征及其燃烧特性的实验研究

发布时间：2020-06-10 21:32

【摘要】：煤炭是我国国民经济的基础产业,然而,在开发利用过程中存在许多问题。大规模依赖煤炭造成了大气中CO2含量持续增加,引发温室效应和全球变暖。富氧燃烧显著提高烟气中CO2含量,依托燃煤电站碳捕集及存储(CCS)技术,在电站内部对烟气中CO2捕集,减排CO2。煤焦在高浓度CO2下的理化性质直接影响煤焦着火和O2/CO2燃烧燃烧效率。因此有必要研究不同制焦气氛下煤焦的结构特征及其燃烧特性。本实验选用酸洗褐煤和烟煤煤粉,以降低原煤中碱金属的影响。首先,在水平管式炉反应器恒温900℃、7min制焦,得到N2气氛煤焦和CO2气氛煤焦。结果表明:不同制焦气氛下,CO2煤焦中固定碳含量、元素C、C/H和C/O比值均低于N2煤焦。对于同一酸性煤粉,CO2煤焦表面孔隙较为发达,有气化反应痕迹,微晶结构较N2煤焦不规则。其次,考虑到CO2高定压比热和气化反应的双重影响。实验选用N2气氛和与其定压比热相同的Ar/CO2气氛在沉降炉上制焦,温度选取900℃、1100℃、1300℃。结果表明:同一制焦温度下,Ar/CO2煤焦焦产较N2气氛焦产低,且煤焦焦产相对变化随温度升高而增大。Ar/CO2煤焦焦产主要由热解影响,气化影响较少,气化反应对煤焦焦产影响不足五分之一。最后,利用热重研究N2气氛煤焦和CO2气氛煤焦燃烧特性差异。发现烟煤煤焦在21%O2/79%Ar、21%O2/79%N2、21%O2/79%CO2着火温度逐渐升高、反应性逐渐降低,褐煤煤焦则不明显。相同燃烧气氛下CO2气氛煤焦表面孔隙较发达,自身燃烧反应性较强,燃烧特征温度较低。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ520.1

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本文编号：2706886