新型生物质型煤的制备及燃烧特性研究

发布时间：2020-08-18 13:14

【摘要】：中国的煤炭资源丰富,储量远大于石油及天然气。但是在煤炭开采过程中,由于机械化程度的增大,导致产生了大量碎煤及粉煤,运输和使用均不便利。因此,型煤技术孕育而生。联合国能源组织也把型煤技术作为节能减排的有效途径,在我国型煤技术也收到中央和地方政府的重视。大量存在于下水道中的地沟油,由于水和环境因素影响,油发生一系列生物化学反应,产生一系列醛、酸等具有恶臭的物质,污染大气,恶化生活环境。同时由于地沟油的存在,导致水体污染,水生生物死亡,还会滋生蚊子、苍蝇等害虫,传播细菌。本文研究了地沟油在型煤中的应用,为地沟油的使用开辟了新的途径。针对不同粘结剂对型煤抗压强度、跌落强度及防水性的影响进行了实验,研究了影响规律,总结分析得出了添加地沟油的型煤最优配比,并对所得的型煤进行了燃烧特性分析,得到了以下结论:(1)在研究粘结剂对型煤各个性能指标影响的实验中,优先选用废弃木屑进行不同方式改性,研究改性木屑作为粘结剂制得的型煤各项指标。NaOH溶液改性木屑与酵母改性木屑作为粘结剂,其抗压强度非常接近,几乎没有差别,而复合菌种改性抗压强度相对较差;NaOH改性木屑作为粘结剂跌落强度最好,酵母菌改性木屑次之,复合菌种改性最差;改性木屑为粘结剂时防水性均很差,在实际生产中需要掺入其他材料来提高其防水性。NaOH改性木屑为粘结剂在添加量为10%时综合性能最好。(2)为了提高型煤的防水性,采用乳化沥青作为粘结剂制作的型煤,其抗压强度、跌落强度及防水性均较好,但在燃烧过程中不容易点燃,且燃烧过程中容易自动熄灭,燃烧过程中有大量的黑烟。腐植酸钠作为粘结剂,抗压强度和跌落强度均较好,但防水性很差,遇水即散,因此不宜露天堆放。(3)NaOH改性木屑和乳化沥青复合粘结剂所制的型煤,在木屑掺入量为10%,乳化沥青为4%、5%时,抗压强度、跌落强度和防水性均较好;NaOH改性木屑和腐植酸钠复合粘结剂型煤的强度较好,但防水性依然很差。(4)在添加地沟油的新型生物质型煤实验中,得出在粉煤量为100g,添加NaOH改性木屑10%,乳化沥青5%,腐植酸钠5%,以及添加4ml地沟油时所制得的地沟油生物质型煤的各性状最优,抗压强度为1562.7N,跌落强度为80.82%,此型煤可以进行长途运输或露天堆放。通过工业分析得出,地沟油生物质型煤的挥发份较原煤大一些,灰分略微增大,硫分降低。从燃烧试验可知,此型煤具有易点燃、燃烧完全等优点。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ536;TQ534
【图文】：

木屑,实物,复合菌种

c d图 2-1 改性前后木屑的实物图a——未处理的木屑; b——NaOH 改性后的木屑；c——酵母菌改性后木屑；d——复合菌种改性后木屑Fig2-1 Photographs of sawdust befor and after modificationa ——untreatde sawdust; b——NaOH modified sawdust;

SEM图,木屑,原料

原料木屑的SEM图

SEM图,改性木屑,粉煤颗粒,乳化沥青

图 3-5 NaOH 改性木屑的 SEM 图Fig3-5 SEM of sawdust modified by NaOH3.2 乳化沥青的粘结机理沥青根据其来源分为煤焦沥青、石油沥青以及天然沥青三种，是由不同分子量的碳氢化合物以及其非金属衍生物组成的复杂的高粘度的有机混合物。常温状态下，沥青为固体块状物，通过添加乳化剂生成水包油或油包水的液态沥青。而乳化沥青又可以分为阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青。乳化沥青与粉煤混合，在压力作用下，乳化沥青破乳，渗出水分，为粉煤颗粒之间的滑动起到了润滑和减少摩擦阻力的作用，沥青则利用相似相容原理及其高粘度的性质，对粉煤颗粒之间起到了粘合作用，最终形成致密的型煤。如图 3-6 所示，刚压制成型的型煤，粉煤颗粒存在于乳化沥青和水中（如图 a），粉煤颗粒在水分蒸发过程中互相靠近，形成紧密的堆积结构（如图 b），当水分蒸发完全，沥青与粉煤颗粒之间固化成一整体，完成沥青型煤的成型过程。水分蒸发

【参考文献】