准东煤中碱金属对燃烧和结渣特性影响的实验研究
发布时间：2021-08-16 17:19
新疆准东煤储量丰富,对缓解我国化石能源短缺意义重大。但是煤中碱金属含量过高制约了准东煤的利用,研究准东煤中碱金属对结渣和燃烧的影响对加快推进准东煤的广泛应用具有一定的实际意义。为了研究碱金属对结渣和燃烧的影响,本文首先采用预处理的方法脱除煤中碱金属,对比原煤研究了碱金属的脱除对煤结构和燃烧特性的影响,然后在脱灰煤上中外加碱金属和其他矿物矿物质,配成与准东煤灰分类似的合成煤,而后通过改变合成煤中钠和钙的含量,精确定量分析添加碱金属对煤结渣和粘污的影响。煤的预处理采用水洗和酸碱脱灰两种方法作为代表,利用了包括X射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）、热重分析和锥于二维瞬态测量的平面激光诱导荧光技术（OH-PLIF）等多种分析手段。实验结果表明,水洗和脱灰对准东煤的灰分和主要矿物碱金属都具有一定的脱除能力,酸碱脱灰可以脱除95%的灰分和几乎全部的碱金属。水洗和脱灰对煤的微观晶体结构影响不大,虽然提高了煤的着火温度和燃尽温度,但同时也提高了燃尽率和燃烧中期的稳定性。利用OH-PLIF观测到,水洗煤和脱灰煤的0H释放总量比原煤多,水洗煤和脱灰煤比原...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五彩湾煤中不同形式Na所占比例
?ｃ）ＵＣＣ??图２－２三种煤样的ＸＲＤ图谱??根据图２－２中对三种煤样的ＸＲＤ衍射图谱采用洛伦兹分峰拟合的结果，??三种煤样的结构参数对比如表２－３所示。表观微晶尺寸按谢尔（Ｓｅｎｅｒｒｅｒ）公??式及布拉格（Ｂｍｇｇ）方程计计算［４２］。从表中可以看出，水洗和脱灰对煤的结??构均产生了一定的影响，但影响较小。水洗后ｄ〇〇２和Ｌｅ略微减小，匕从１．４３６??减小到１．３４１?ｎｍ，说明水洗对高碱煤煤炭微晶结构的脂环侧链具有一定的破??坏作用。而脱灰后ｄＱＧ２和Ｌｅ略微减小，Ｌｅ从０．７２６ｎｍ减小到０．７０４ｎｍ，说明??脱灰主要破坏的是高碱煤晶格单元纵向的碳微晶结构，增加煤中缺陷结构数??量。??表２－３三种煤样结构参数对比??ＭＷ?Ｕ?Ｕ?Ｍ??ＲＣ?０．?３７６?１．４３６?０．?７２６?１．９３１?—??ＷＷＣ?０．３７３?１．３４１?０．７２１?１．
为了更加量化的分析三种煤粉的燃烧特性，参考有关文献［４６］，本文定义??了煤粉的着火点Ｑ、着火温度Ｔｐ燃尽温度Ｔ２、初始燃尽率Ｘｉ、后期燃尽率??Ｘ２和总燃尽率Ｘ。其中着火点的确定是按照传统的ＴＧ－ＤＴＧ方法，具体如图??２－４所示：过ＤＴＧ曲线的最大值点Ｍ做横坐标温度的垂线，与ＴＧ曲线交于Ｎ??点，过Ｎ点做ＴＧ的切线，与不包括失水导致的失重曲线后的失重开始的平行??线交于点Ｐ?，?Ｐ点垂直于坐标轴向下做垂线与ＴＧ线交点Ｑ为着火点，着火点Ｑ??对应的温度为着火温度Ｔ，，燃尽温度丁２指燃烧９８％的可燃质所对应的温度，??所说的可燃质是煤样中去掉水分和灰分，不是指单纯的失重９８％；初始燃尽??率Ｘ，是指着火点对应的煤样失重与煤质含量的比值，总燃尽率Ｘ是指燃尽温??度Ｔ２对应的可燃质的失重值与总煤质的比值；后期燃尽率Ｘ２＝Ｘ－Ｘｉ。其中Ｘｉ??大致反应的是煤中挥发分的含量和着火特性，Ｘ！越大，则煤的可燃性越高；??Ｘ２反应的是煤中含碳物质的燃尽性能，Ｘ２越大，燃尽性能越好；Ｘ２对应的是??煤总体上的燃尽性能。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高碱煤燃烧过程中结渣机理研究进展[J]. 江锋浩,张守玉,黄小河,李昊,王才威,张一帆,吕俊复. 煤炭转化. 2018(02)
[2]准东煤的燃烧特性及对策分析[J]. 赵乐强. 电力勘测设计. 2017(01)
[3]酸碱脱灰对煤结构及其热解特性的影响[J]. 肖劲,李发闯,邓松云,仲奇凡,赖延清,李劼. 中南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]水洗对五彩湾煤燃烧产生NOx影响的实验研究[J]. 潘天志,孙淑凤,魏小林. 广东化工. 2016(01)
[5]高钠煤质特性与沾污机理试验研究[J]. 薛长海. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]准东煤碱金属赋存形态及对燃烧特性的影响[J]. 翁青松,王长安,车得福,付子文. 燃烧科学与技术. 2014(03)
[7]成灰温度对准东煤灰理化特性影响的实验研究[J]. 付子文,王长安,车得福,翁青松. 工程热物理学报. 2014(03)
[8]水洗对准东煤煤质特性影响的实验研究[J]. 付子文,王长安,翁青松,车得福. 西安交通大学学报. 2014(03)
[9]洗煤过程中煤结构的变化[J]. 石金明,向军,胡松,孙路石,苏胜,徐朝芬,许凯. 化工学报. 2010(12)
[10]碱金属对煤燃烧特性的影响及动力学分析[J]. 魏砾宏,齐弟,李润东. 煤炭学报. 2010(10)
博士论文
[1]生物质模型化合物碱金属的释放及碱金属对灰熔融特性的影响[D]. 王洋.华北电力大学(北京) 2017
[2]钠元素对准东煤热解和气化过程的作用机理研究[D]. 张志远.华北电力大学(北京) 2017
[3]煤及气化煤气燃烧过程中的碱金属及OH自由基激光在线测量研究[D]. 何勇.浙江大学 2013
硕士论文
[1]准东煤预处理及快速热解过程中钠的迁移转化规律研究[D]. 孙琪琪.华中科技大学 2016
[2]准东煤燃烧气化过程中钠的迁移规律研究[D]. 张晓羽.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2015
[3]高碱金属准东煤燃烧特性及灰渣行为的基础研究[D]. 陶玉洁.浙江大学 2015
[4]准东煤燃烧与结渣特性研究[D]. 薛瑞轩.华北电力大学 2015
[5]高碱煤燃烧特性实验研究[D]. 刘威.上海交通大学 2014
本文编号：3346084
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
五彩湾煤中不同形式Na所占比例
?ｃ）ＵＣＣ??图２－２三种煤样的ＸＲＤ图谱??根据图２－２中对三种煤样的ＸＲＤ衍射图谱采用洛伦兹分峰拟合的结果，??三种煤样的结构参数对比如表２－３所示。表观微晶尺寸按谢尔（Ｓｅｎｅｒｒｅｒ）公??式及布拉格（Ｂｍｇｇ）方程计计算［４２］。从表中可以看出，水洗和脱灰对煤的结??构均产生了一定的影响，但影响较小。水洗后ｄ〇〇２和Ｌｅ略微减小，匕从１．４３６??减小到１．３４１?ｎｍ，说明水洗对高碱煤煤炭微晶结构的脂环侧链具有一定的破??坏作用。而脱灰后ｄＱＧ２和Ｌｅ略微减小，Ｌｅ从０．７２６ｎｍ减小到０．７０４ｎｍ，说明??脱灰主要破坏的是高碱煤晶格单元纵向的碳微晶结构，增加煤中缺陷结构数??量。??表２－３三种煤样结构参数对比??ＭＷ?Ｕ?Ｕ?Ｍ??ＲＣ?０．?３７６?１．４３６?０．?７２６?１．９３１?—??ＷＷＣ?０．３７３?１．３４１?０．７２１?１．
为了更加量化的分析三种煤粉的燃烧特性，参考有关文献［４６］，本文定义??了煤粉的着火点Ｑ、着火温度Ｔｐ燃尽温度Ｔ２、初始燃尽率Ｘｉ、后期燃尽率??Ｘ２和总燃尽率Ｘ。其中着火点的确定是按照传统的ＴＧ－ＤＴＧ方法，具体如图??２－４所示：过ＤＴＧ曲线的最大值点Ｍ做横坐标温度的垂线，与ＴＧ曲线交于Ｎ??点，过Ｎ点做ＴＧ的切线，与不包括失水导致的失重曲线后的失重开始的平行??线交于点Ｐ?，?Ｐ点垂直于坐标轴向下做垂线与ＴＧ线交点Ｑ为着火点，着火点Ｑ??对应的温度为着火温度Ｔ，，燃尽温度丁２指燃烧９８％的可燃质所对应的温度，??所说的可燃质是煤样中去掉水分和灰分，不是指单纯的失重９８％；初始燃尽??率Ｘ，是指着火点对应的煤样失重与煤质含量的比值，总燃尽率Ｘ是指燃尽温??度Ｔ２对应的可燃质的失重值与总煤质的比值；后期燃尽率Ｘ２＝Ｘ－Ｘｉ。其中Ｘｉ??大致反应的是煤中挥发分的含量和着火特性，Ｘ！越大，则煤的可燃性越高；??Ｘ２反应的是煤中含碳物质的燃尽性能，Ｘ２越大，燃尽性能越好；Ｘ２对应的是??煤总体上的燃尽性能。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高碱煤燃烧过程中结渣机理研究进展[J]. 江锋浩,张守玉,黄小河,李昊,王才威,张一帆,吕俊复. 煤炭转化. 2018(02)
[2]准东煤的燃烧特性及对策分析[J]. 赵乐强. 电力勘测设计. 2017(01)
[3]酸碱脱灰对煤结构及其热解特性的影响[J]. 肖劲,李发闯,邓松云,仲奇凡,赖延清,李劼. 中南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]水洗对五彩湾煤燃烧产生NOx影响的实验研究[J]. 潘天志,孙淑凤,魏小林. 广东化工. 2016(01)
[5]高钠煤质特性与沾污机理试验研究[J]. 薛长海. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]准东煤碱金属赋存形态及对燃烧特性的影响[J]. 翁青松,王长安,车得福,付子文. 燃烧科学与技术. 2014(03)
[7]成灰温度对准东煤灰理化特性影响的实验研究[J]. 付子文,王长安,车得福,翁青松. 工程热物理学报. 2014(03)
[8]水洗对准东煤煤质特性影响的实验研究[J]. 付子文,王长安,翁青松,车得福. 西安交通大学学报. 2014(03)
[9]洗煤过程中煤结构的变化[J]. 石金明,向军,胡松,孙路石,苏胜,徐朝芬,许凯. 化工学报. 2010(12)
[10]碱金属对煤燃烧特性的影响及动力学分析[J]. 魏砾宏,齐弟,李润东. 煤炭学报. 2010(10)
博士论文
[1]生物质模型化合物碱金属的释放及碱金属对灰熔融特性的影响[D]. 王洋.华北电力大学(北京) 2017
[2]钠元素对准东煤热解和气化过程的作用机理研究[D]. 张志远.华北电力大学(北京) 2017
[3]煤及气化煤气燃烧过程中的碱金属及OH自由基激光在线测量研究[D]. 何勇.浙江大学 2013
硕士论文
[1]准东煤预处理及快速热解过程中钠的迁移转化规律研究[D]. 孙琪琪.华中科技大学 2016
[2]准东煤燃烧气化过程中钠的迁移规律研究[D]. 张晓羽.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2015
[3]高碱金属准东煤燃烧特性及灰渣行为的基础研究[D]. 陶玉洁.浙江大学 2015
[4]准东煤燃烧与结渣特性研究[D]. 薛瑞轩.华北电力大学 2015
[5]高碱煤燃烧特性实验研究[D]. 刘威.上海交通大学 2014
本文编号：3346084
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