高有机硫煤炭复合调质降硫研究

发布时间：2020-11-17 16:42

　　 为了提高固硫率,本文按照“集成增效、协同强化”的思想,提出了“选-固结合、复合调质”的高有机硫煤清洁综合高效利用新思路,研究了复合调质剂对固硫率、燃烧特性和灰渣特性的影响规律。研究采用河南义马宜洛矿区的高有机硫煤碳,研究了降低煤炭灰分、拓展调质空间的实验方法。综合考虑原煤在不同破碎粒度上限时的粒度分布、密度分布、可选性及能耗需求,将原煤破碎至-6mm,通过常规的分选方法,得到调质用的高热值基础煤。以发热量为约束条件,以固硫率为评价指标,研究了石灰石和电石渣作为主固硫剂,Al2O3、Fe2O3和SiO2作为固硫添加剂对燃烧固硫效果的影响,确定了最佳固硫条件:燃烧温度取900℃,燃煤在炉中停留时间取10min;主固硫剂取石灰石和电石渣摩尔比4:6组成的双组分固硫剂,主固硫剂的最大添加钙硫比为6;固硫添加剂取Al2O3、Fe2O3和SiO2以摩尔比1:1:1组成的三组分添加剂,固硫添加剂的最佳添加量为基础煤质量的1%。调质剂对燃煤发热量的影响规律表明:一方面,添加固硫剂可增加灰分,导致发热量降低;另一方面,钙基固硫剂与SO2反应的过程会释放一定的热量,因此同样灰分的调质煤的发热量会高于常规调质煤的发热量。通过热重分析仪,调质煤的燃烧特性研究结果表明:调质煤的燃烧阶段分为两个阶段,与相同灰分的常规煤相比,在低温阶段的反应活化能较大,燃烧速率较缓;在高温阶段的反应活化能降低,燃烧速率加快。热重分析仪发现助燃剂Fe2O3可以降低燃煤的反应活化能、加快煤燃烧的进程,Fe2O3的添加量取基础煤质量的1%时可以获得较好的助燃效果。通过XRF和XRD分析了调质煤固硫灰渣的成分,与基础煤灰渣不同的是调质煤灰渣中多了游离氧化钙(f-CaO)和Ⅱ-CaSO4。对调质煤固硫进行自硬强度测定,表明调质煤固硫灰渣具有一定的抗压强度,可以作为胶凝材料使用。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ536
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 煤中硫的形态
    1.3 煤炭降硫研究现状
    1.4 课题的提出
    1.5 研究内容
    1.6 研究目标
    1.7 技术路线图
2 实验方案
    2.1 实验方案
    2.2 实验样品
    2.3 实验装置
    2.4 固硫率的测定方法
3 高有机硫煤调质空间拓展
    3.1 原煤性质分析
    3.2 原煤破碎解离研究
    3.3 本章小结
4 调质煤固硫特性研究
    4.1 燃煤固硫的主要影响因素
    4.2 CA/S比对调质煤固硫效果的影响
    4.3 石灰石和电石渣复配对固硫效果的影响
    4.4 添加剂对调质煤固硫效果的影响
    4.5 工艺条件对固硫效果的影响
    4.6 本章小结
5 调质煤燃烧特性研究
    5.1 热重分析
    5.2 调质剂对发热量的影响
    5.3 调质煤的灰熔融性分析
    5.4 本章小结
6 调质煤灰渣特性研究
    6.1 灰渣成分分析
    6.2 灰渣的活性
    6.3 影响固硫灰渣活性的因素
    6.4 灰渣活性的评定
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历
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本文编号：2887710