高硫煤干法成型与燃烧固硫特性研究

发布时间：2020-10-26 23:58

　　 2017年我国民用散煤年消耗量2亿吨左右,其中91%用于北方地区农村和乡镇居民的生活能源与过冬取暖。据统计,提供农村居民生活所需的供暖、炊事功能的民用燃煤排放的颗粒物占到了燃煤排放总量的44%,这部分散煤燃烧造成的颗粒物污染是诱发雾霾天气的主因之一。基于“煤炉匹配”的治理理念,研究利用添加剂对劣质烟煤以及高硫煤进行提质改性的高效改性洁净型煤技术是其中一个重要发展方向。本文以高硫煤为研究对象,设计型煤成型系统对粉煤进行成型实验,并设计和搭建型煤燃烧设备,对高硫粉煤成型及其燃烧固硫特性进行研究。利用XRD,SEM-EDS等测试手段来研究高硫煤燃烧后灰渣S元素分布,通过模拟计算与燃烧实验结果比较验证的方式,探究不同温度和不同固硫剂以及添加生物质的情况下高硫煤型煤燃烧固硫特性。型煤成型实验表明,相同的粒度组成下,当压力小于8 MPa时,型煤的跌落强度随着压力的增大而增大。当压力大于8 MPa时,型煤的跌落强度则随压力增加而减小。理论上分析粉煤成型的粒度级配规律,结果表明粉煤成型过程中以粗细两个粒级为主时,会得到较高强度的型煤。在8 MPa时粉煤成型最佳的粒度级配为:细粒径(小于0.2 mm)含量30%,中间粒径(0.2~0.5 mm)含量为9%,粗粒径(0.5~6 mm)含量占比为61%。高硫型煤燃烧固硫实验结果表明,不添加任何固硫剂条件下,当炉内燃烧温度为850℃时,型煤固硫效率可达51%。当燃烧温度850℃时氧化钙型煤固硫率达73.97%,比醋酸钠型煤固硫率67.21%和碳酸钠型煤固硫率66.54%高。此外,分别添加15%的玉米秸秆和小麦秸秆的高硫型煤的固硫能力几乎相等均达到64%。基于吉布斯最小自由能原理,对型煤燃烧过程进行计算分析。结果表明当燃烧温度超过850℃时,型煤灰渣中硫酸盐的含量下降,会有更多的二氧化硫迁移到气体中,型煤的固硫率降低,固硫反应的温度在850℃左右时固硫效果最佳。当燃烧温度低于850℃时,添加三种固硫剂的高硫煤燃烧产生二氧化硫含量随着温度的升高而增加,此时型煤的固硫率降低。计算结果还表明当温度超过850℃时,分别添加小麦秸秆和生物质秸秆的高硫煤固硫效果几乎相同。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ534
【部分图文】：

成型装置设计示意图

西北大学硕士专业学位论文煤成型机所用两个关键部位电磁换向阀和电机的主要参数指标见下表 2.1，型置加工安装之后现场图如图 2.2 所示。表 2.1 主要零部件规格信息Table 2.1 Specification Information of Major Parts and Components部件 参数 厂家电机三相异步电动机额定功率 1.5 kW1390 r/min电动机绕组为星型连接威海泰富西玛电机有限公司电磁换向阀最大流量 80 L/min最大工作压力 20 MPa重量 2.2 kg宁波海瑞森液压有限公司

向阀最大流量 80 L/min最大工作压力 20 MPa重量 2.2 kg宁波海瑞森液压有限公图 2.2 粉煤成型装置Figure 2.2 Pulverized Coal Molding Device设计上模和下模的方式设计，型煤成型过程包括成型和脱膜两个部分工作空间及其工作情况，设计柱状型煤模具，型煤模具如图 2.3
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本文编号：2857711