高碱煤燃烧过程中硫酸盐化合物对沾污结渣的影响

发布时间：2022-08-09 10:46

　　从我国目前的能源结构和化石能源发展现状来看,我国以煤电为主的能源格局长期内不会改变,因此对煤电的优化在长期内有着重要的意义。准东煤由于其具有开发成本低、易燃烧且燃烧稳定、低污染等优点,是非常理想的煤化工、煤电原料。但是准东煤在燃烧的过程中有着严重的沾污结渣恃性,严重影响了锅炉安全经济运行。本文根据先前研究者对准东煤和沾污结渣的相关研究结合X射线荧光仪分析（XRF）实验得到的结果推断准东高碱煤易沾污结渣性很可能跟煤灰中硫酸盐化合物成分含量影响了煤灰的熔融性有紧密的联系。为此,本文在选取碱金属硫酸盐的含量很低的水城烟煤作为实验煤种的基础上,对制备得到的水城烟煤煤灰和添加不同量硫酸盐灰样进行了扫描电子显微镜（SEM）、灰熔点、灰圆柱体积液相收缩率实验,分别从煤灰的表征形态、煤灰的熔点、煤灰液相比例三个角度全方位对硫酸钠对煤灰熔融性的影响规律进行研究。在得到的实验结果基础上,同时用X射线衍射（XRD）和热力学分析软件Factsage对影响规律进行进一步模拟和分析。最终得到硫酸盐化合物成分（包括Na2SO4、K2SO4、CaSO4、MgSO4）在一定范围内都会降低灰熔点,增加高温反应后煤灰的液相... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 当前能源形势
        1.1.2 沾污结渣的类型及危害
        1.1.3 准东高碱煤相关背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沾污结渣相关研究现状
        1.2.2 准东煤相关研究现状
    1.3 本文研究的意义及内容
第2章 实验仪器及研究方法
    2.1 煤种的选择
    2.2 灰样的制备
    2.3 灰熔点测定
        2.3.1 实验目的和原理
        2.3.2 实验步骤
        2.3.3 实验工况
    2.4 灰圆柱体积液相收缩率实验
        2.4.1. 实验目的和原理
        2.4.2 实验步骤
        2.4.3 实验工况
    2.5 灰样品矿物成分分析方法
        2.5.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.5.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.5.3 FactSage化学热力学计算
第3章 硫酸盐对沾污结渣的影响
    3.1 SEM表证试验分析
    3.2 硫酸盐对煤灰灰熔点的影响
        3.2.1 Na_2SO_4对煤灰灰熔点的影响
        3.2.2 K_2SO_4对煤灰灰熔点的影响
        3.2.3 CaSO4对煤灰灰熔点的影响
        3.2.4 MgSO_4对煤灰灰熔点的影响
    3.3 硫酸盐对液相收缩率的影响
        3.3.1 Na_2SO_4对灰圆柱体积液相收缩率的影响
        3.3.2 K_2SO_4对灰圆柱体积液相收缩率的影响
        3.3.3 CaSO_4对灰圆柱体积液相收缩率的影响
        3.3.4 MgSO_4对灰圆柱体积液相收缩率的影响
    3.4 XRD分析
    3.5 FACTSAGE数值模拟分析
    3.6 硫酸盐沾污结渣机理分析
第4章 复合硫酸盐对灰熔融性的影响
    4.1 SEM表证试验分析
    4.2 复合硫酸盐对煤灰熔融性的影响
        4.2.1 Na_3Fe(SO_4)_3对煤灰灰熔点的影响
        4.2.2 K_3Fe (SO_4)_3对煤灰灰熔点的影响
    4.3 复合硫酸盐对灰圆柱体积液相收缩率的影响
        4.3.1 Na_3Fe(SO_4)_3对灰圆柱体积液相收缩率的影响
        4.3.2 K_3Fe (SO_4)_3对灰圆柱体积液相收缩率的影响
    4.4 XRD分析
    4.5 FACTSAGE数值模拟分析
    4.6 复合硫酸盐沾污结渣及其高温腐蚀机理分析
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 创新之处
    5.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]准东煤灰沉积与无机元素迁徙特性研究[J]. 魏博,谭厚章,王学斌,胡中发,王毅斌,阮仁晖.  工程热物理学报. 2016(08)
[2]新疆高碱煤沾污结渣特性中试试验研究[J]. 张翔,乌晓江,陈楠.  锅炉技术. 2016(04)
[3]准东高碱煤气化过程中碱金属赋存形态迁移转化[J]. 齐晓宾,宋国良,宋维健.  煤炭学报. 2016(04)
[4]准东高碱煤特性分析及防止锅炉结渣的对策措施[J]. 潘世汉,陈勤根,陈晓勇.  能源工程. 2016(01)
[5]准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律[J]. 宋维健,宋国良,齐晓宾,吕清刚.  煤炭学报. 2016(02)
[6]新疆高碱煤沾污特性的分析[J]. 马达夫,何翔,周文台,魏增涛,曹建文.  发电设备. 2016(01)
[7]准东煤灰渣烧结熔融过程中钠基化合物作用机理研究[J]. 韩克鑫,黄镇宇,王智化,周俊虎.  燃料化学学报. 2015(01)
[8]掺烧废弃硅粉对准东煤钠迁徙及灰熔融影响的实验研究[J]. 魏博,王学斌,张利孟,谭厚章,徐通模.  中国电力. 2014(10)
[9]高碱煤燃烧过程中灰中主要元素的迁移规律[J]. 代百乾,乌晓江,张忠孝.  动力工程学报. 2014(06)
[10]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)

博士论文
[1]煤中矿物质在热转化过程中的演化行为[D]. 徐荣声.中国矿业大学(北京) 2016

硕士论文
[1]灰熔点调控方式对煤灰矿物质转化过程的影响[D]. 张龙.浙江大学 2015
[2]氧化铝团簇的结构优化设计[D]. 李荣.安徽大学 2013
[3]提高神华煤灰熔融温度和熔融性的研究[D]. 马艳芳.西安科技大学 2008
[4]煤灰中成分结渣特性研究[D]. 董一真.浙江大学 2006



本文编号：3672417