煤转化过程中灰的熔融特性与煤中矿物质的变迁规律
发布时间：2024-06-29 02:41
由于形成条件、煤化程度以及开采过程的差别造成了煤中无机组分和矿物质的组份繁多且复杂。不同的煤样及不同的煤转化利用方式会造成不同的灰熔融特性。在煤燃烧气化技术中,灰熔融特性对灰粒团聚、换热器积灰和管壁结渣等一系列现象有决定性影响,并直接决定着排渣方式的选择,是影响煤燃烧和气化过程的一个重要因素。本课题选用四种明显矿物组分差异的褐煤:高硅的王家塔,高硫的伊犁,高铝的不连沟及高碱的鄂尔多斯。在不同的燃烧和气化条件下制备和分析灰样,考察工艺条件及添加剂的影响,表征分析元素、组成、微观形貌结构和成灰过程中矿物质迁移的研究路线,并基于此考察剖析煤燃烧气化过程中煤灰熔融特性及其中的矿物质变迁规律,特别是钾元素迁移机理。主要的研究工作及结果如下:1)考察分析了燃烧条件下温度、碳酸钾、气氛、停留时间等不同工艺参数下的制备灰样,获得了煤灰的烧结特性、微观形貌结构、元素组成及煤中矿物质变迁。制灰方式上,采用低温氧等离子体灰样制备方法和传统灰样制备方法结合的方式系统地获得了从煤的本征矿物质到高温成灰后矿物质一系列的变迁特性。研究发现:碳酸钾能在一定浓度范围内降低烧结温度,但碳酸钾对烧结温度的影响主要依赖于其在...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 煤中的矿物质组成
1.3 矿物质变迁的研究综述
1.3.1 外部矿物质的变迁
1.3.2 内部矿物质的变迁
1.3.3 有机结合无机元素的变迁
1.4 矿物质及添加剂对灰熔融性影响的研究综述
1.5 煤灰烧结机理
1.6 烧结温度测量
1.7 有待深入研究的工作
1.8 本文研究内容
2 燃煤煤灰的烧结特性及矿物质变迁研究
2.1 引言
2.2 实验方法及描述
2.2.1 煤样
2.2.2 煤样与K2CO3的配比
2.2.3 制灰实验仪器及装置
2.2.4 烧结温度测量
2.2.5 测试表征方法
2.3 燃煤煤灰的烧结特性及矿物质变迁研究
2.3.1 碳酸钾对煤灰烧结温度的影响
2.3.2 制灰温度对煤灰烧结温度的影响
2.3.3 制灰温度对灰样品表面形貌的影响
2.3.4 不同制灰温度下灰样里矿物质的转变特性
2.3.5 制灰气氛对烧结温度的影响
2.3.6 烧结气氛对煤灰烧结温度的影响
2.3.7 煤颗粒尺寸对烧结温度的影响
2.3.8 停留时间对烧结温度的影响
2.3.9 碳酸钾和炉膛温度对烧结度的影响
2.4 本章小结
3 催化气化条件下添加剂对煤灰烧结特性的影响
3.1 引言
3.2 实验样品及实验装置描述
3.3 在碳酸钾催化气化条件下高岭土对煤灰烧结特性的影响
3.3.1 碳酸钾对添有高岭土煤灰烧结特性的影响
3.3.2 高岭土对煤灰烧结特性的影响
3.4 在碳酸钾催化气化条件下铝土矿对煤灰烧结特性的影响
3.4.1 碳酸钾对添有铝土矿煤灰烧结特性的影响
3.4.2 铝土矿对煤灰烧结特性的影响
3.5 在碳酸钾催化气化条件下碳酸钙对煤灰烧结特性的影响
3.5.1 碳酸钾对添有碳酸钙煤灰烧结特性的影响
3.5.2 碳酸钙对煤灰烧结特性的影响
3.6 本章小结
4 加压催化气化条件下灰熔融特性研究
4.1 引言
4.2 高压热重分析仪及实验参数描述
4.3 加压条件下工艺参数对灰熔融特性的影响
4.3.1 加压气化条件下温度对灰熔融特性的影响
4.3.2 加压气化条件下碳酸钾对灰熔融特性的影响
4.3.3 压力对灰熔融特性的影响
4.3.4 加压气化条件下气氛对灰熔融特性的影响
4.4 本章小结
5 灰熔融烧结机理及矿物元素变迁机理
5.1 引言
5.2 灰熔融烧结机理探讨
5.3 矿物质元素存在形式及变迁机理探讨
5.3.1 主要元素矿物质变迁
5.3.2 高温钾元素挥发探讨
5.3.3 钾元素存在形式及变迁机理
5.3.4 硅硫铝元素存在形式及变迁机理
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 本文研究创新之处
6.3 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间发表的论文及专利目录
B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3997041
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 煤中的矿物质组成
1.3 矿物质变迁的研究综述
1.3.1 外部矿物质的变迁
1.3.2 内部矿物质的变迁
1.3.3 有机结合无机元素的变迁
1.4 矿物质及添加剂对灰熔融性影响的研究综述
1.5 煤灰烧结机理
1.6 烧结温度测量
1.7 有待深入研究的工作
1.8 本文研究内容
2 燃煤煤灰的烧结特性及矿物质变迁研究
2.1 引言
2.2 实验方法及描述
2.2.1 煤样
2.2.2 煤样与K2CO3的配比
2.2.3 制灰实验仪器及装置
2.2.4 烧结温度测量
2.2.5 测试表征方法
2.3 燃煤煤灰的烧结特性及矿物质变迁研究
2.3.1 碳酸钾对煤灰烧结温度的影响
2.3.2 制灰温度对煤灰烧结温度的影响
2.3.3 制灰温度对灰样品表面形貌的影响
2.3.4 不同制灰温度下灰样里矿物质的转变特性
2.3.5 制灰气氛对烧结温度的影响
2.3.6 烧结气氛对煤灰烧结温度的影响
2.3.7 煤颗粒尺寸对烧结温度的影响
2.3.8 停留时间对烧结温度的影响
2.3.9 碳酸钾和炉膛温度对烧结度的影响
2.4 本章小结
3 催化气化条件下添加剂对煤灰烧结特性的影响
3.1 引言
3.2 实验样品及实验装置描述
3.3 在碳酸钾催化气化条件下高岭土对煤灰烧结特性的影响
3.3.1 碳酸钾对添有高岭土煤灰烧结特性的影响
3.3.2 高岭土对煤灰烧结特性的影响
3.4 在碳酸钾催化气化条件下铝土矿对煤灰烧结特性的影响
3.4.1 碳酸钾对添有铝土矿煤灰烧结特性的影响
3.4.2 铝土矿对煤灰烧结特性的影响
3.5 在碳酸钾催化气化条件下碳酸钙对煤灰烧结特性的影响
3.5.1 碳酸钾对添有碳酸钙煤灰烧结特性的影响
3.5.2 碳酸钙对煤灰烧结特性的影响
3.6 本章小结
4 加压催化气化条件下灰熔融特性研究
4.1 引言
4.2 高压热重分析仪及实验参数描述
4.3 加压条件下工艺参数对灰熔融特性的影响
4.3.1 加压气化条件下温度对灰熔融特性的影响
4.3.2 加压气化条件下碳酸钾对灰熔融特性的影响
4.3.3 压力对灰熔融特性的影响
4.3.4 加压气化条件下气氛对灰熔融特性的影响
4.4 本章小结
5 灰熔融烧结机理及矿物元素变迁机理
5.1 引言
5.2 灰熔融烧结机理探讨
5.3 矿物质元素存在形式及变迁机理探讨
5.3.1 主要元素矿物质变迁
5.3.2 高温钾元素挥发探讨
5.3.3 钾元素存在形式及变迁机理
5.3.4 硅硫铝元素存在形式及变迁机理
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 本文研究创新之处
6.3 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间发表的论文及专利目录
B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3997041
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3997041.html
