气化细灰的流动特性及细颗粒对其堆积和流动性的影响研究

发布时间：2020-10-25 05:15

　　 不同气化工艺产生的细灰在理化性质上存在差异。本文以水煤浆气化(OMB)细灰和不同粉煤气化工艺(SE、Shell)产生的细灰作为研究物料,通过休止角、内聚力(Cohesion)、稳态内摩擦角(φst)与初始流动内摩擦角(φi)的差值、单位流动能(SR)以及通气比(AR)五个参数对细灰的流动性进行了表征。通过对比分析,得到了不同气化过程产生细灰的流动性差异。在本文研究涉及的几种气化细灰中,粉煤气化细灰的内聚力比水煤浆气化细灰内聚力更强,粉煤气化细灰的流动性更差;粉煤气化激冷工艺得到的细灰比废锅工艺得到的细灰流动性更差。同时还获得了表面积平均粒径与细灰流动性的正相关性、以及5μm的颗粒含量显著影响细灰流动性的研究结果。为了探究纳米细颗粒和微米细颗粒对粉体堆积和流动性质的影响,本文分别向理想的球形颗粒体系(玻璃微珠)以及工业气化细灰颗粒体系中添加不同含量的纳米二氧化硅颗粒或微米玻璃微珠细颗粒。通过压缩性测试、剪切测试考察了两种尺度细颗粒对体系堆积性质和初始流动性质的影响。研究发现细颗粒含量增加,使床层堆积密度单调减小,但两种尺度细颗粒的影响程度不同。二者对粉体初始流动性质的影响差异更为显著,并且细颗粒的影响表现出较为复杂的非单调性。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ546
【部分图文】：

其中９０％灰颗粒的粒径小于８０ｊｘｍ［１２］。??图２．１Ｐ１中展示了?ＳＥ粉煤气化和ＯＭＢ水煤浆气化产生的细灰和粗渣样品的粒径分??布。对比细灰样品的粒径分布（图２．１（ａ））可以发现，两种气化工艺产生细灰的粒径分布存??在较大差异，ＯＭＢ气化工艺得到的细灰中小于２０ｐｍ颗粒的比例和小于４０｜ｉｍ颗粒的比??例均比ＳＥ气化工艺细灰更高，众所周知＜４０＾ｍ的细灰颗粒往往不易被洗涤，容易跟随??合成气进入到后续系统中产生不利的影响。??２５????２０?：ＳＥ??１５?■?綱??ｌ：?ＩＩｉＩｉｂＩｉ??Ｊ?２５?－?０ＭＢ?＝?Ｉ??丨：：?１??〇?Ｌ．?Ｉｌｌｌｌ．?Ｉｌｌｌ．?￡?１１１．?Ｓ?１１１，?ｉ?１１１，?ＩＩＩ．?Ｍｉｌ．?ｌ＾ｆＪｉ．?ｉ＾＝ｇｓ．ｊ１??０？２?２？５?５－１０?１０？２０?２０？４０?４０？６０?６０－８０?８０？１０５?１０５？１５４?１５‘２８０?２８０？１０００??Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ??（ａ）?Ｆｉｎｅ?ａｓｈ??７０????６０?－ＳＥ?

同时这也说明了灰渣形态很大程度上受到气化温度的影响。??与上述性状不同的是，Ｓｈｅｌｌ气化飞灰呈灰白粉末状，长时间放置后容易吸收空气中??的水分粘聚成团。图２．２ｆ９］为Ｓｈｅｌｌ气化灰渣的ＳＥＭ图像，Ｓｈｅｌｌ气化产生的粗渣多呈粒??状或者片状，表面密实而光滑，细渣大部分呈絮状，蓬松并且表面孔隙发达。??ＨＵ??（ａ）?Ｆｉｎｅ?ｓｌａｇ?（ｂ）?Ｃｏａｒｓｅ?ｓｌａｇ??图２．２?Ｓｈｅｌｌ气化灰渣的扫描电镜图像Ｉ１４】??Ｆｉｇ．?２．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｓｌａｇ?ｐｒｏｄｕｃｅｄ?ｂｙ?Ｓｈｅｌｌ?ｇａｓｉｆｉｅｒ??类似上述发现的灰渣形貌，Ｚｈａｏ等人［ｌ４］在研究中发现，气化炉灰渣中的无机物倾??向于形成球体，而残碳则倾向于形成絮状体。粗渣中的絮状体和球体是连续分布的，而??细渣中的絮状体则是和球体分离的。粗渣和细渣在形貌上的差异主要是由于形成过程的??差异，细渣来源于洗涤器，因此会有大量球状形态地灰，而粗渣是激冷中熔渣冷却粉碎??

２．４．４?Ｊｅｎｉｋｅ?剪切法??Ｊｅｎｉｋｅ［５１，５２］在研究中开发了粉体的连续介质模型，无侧限屈服强度、内摩擦角和壁??面摩擦角等参数都可以用来描述粉体流动性能的好坏［５３夂５５１。图２．３展示了?Ｊｅｎｉｋｅ剪切??测试仪包含的主要部件。剪切仪下部的底座和剪切环的尺寸相同。剪切环一般为圆形截??面，测试样品盛装于剪切环中，加盖盖子在剪切环上，通过加挂砝码来压实样品。在剪??切环和盖上加载剪切力，而保持底座不动。首先将剪切环中的测试样品压缩到稳态，然??后在较低的压缩应力下开始剪切直到床层破裂。图２．４是粉体在某一固结状态下的多对??压缩强度和对应的剪切应力，以压缩应力为横坐标、剪切应力为纵坐标将多对压缩强度??－剪切应力作图，得到屈服轨迹（ＹＬ）、有效屈服轨迹（ＥＹＬ）以及莫尔圆。小摩尔圆经过坐??标原点，并且与屈服轨迹相切。小摩尔圆与横坐标的较大交点，就是该固结状态下测试??样品的无侧限屈服强度（％），无侧限屈服强度随压实程度的不同而变化。大莫尔圆经过??预压缩应力点且与屈服轨迹相切，大莫尔圆与横坐标的较大交点为最大主应力〇〇。若??以〇〇为纵坐标、ｆｎ为横坐标作图
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本文编号：2855517