生物质与煤混合燃烧过程中硫对碱金属迁移特性的影响

发布时间：2022-12-04 10:50

　　生物质与煤混合燃烧转化技术是低成本、大规模高效利用生物质能源的重要途径之一,应用前景广阔。但生物质中含有易于挥发的碱金属和氯,在燃烧过程中会造成沉积、腐蚀和聚团等问题,而煤中含有一定数量的硫,析出易产生污染。煤中的硫易与碱金属结合生成硫酸盐,若能将两者结合,将大大缓解污染及腐蚀等问题。本文采用理论与实验相结合的方法,利用XRD、SEM等分析测试手段深入地探讨了混燃过程中碱金属迁移特性及硫对碱金属迁移的影响。 利用Gibbs自由能判据,得出了生物质与煤混燃过程中碱金属迁移转化的途径,采用化学热力学平衡软件HSC预测了温度和硫含量对水稻秸秆与铁法煤混燃时碱金属热力学平衡状态分布的影响,结果表明降低温度有利于抑制氯化钾的析出,硫酸钾的生成量随着硫量的增加而增多,当硫的摩尔量达到0.4mol时,硫酸钾的生成量保持不变。 利用热力学理论研究了FeS2与KCl的反应机理,采用热重差热分析仪考察了S／K的摩尔比对FeS2和KCl相互作用的影响,结果表明模型化物FeS2与KCl相互反应时,S／K的最佳摩尔比为2。 以热力学平衡计算为依据,在管式炉上研究了水稻秸秆与铁法煤混... 

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 生物质能开发利用的目的与意义
    1.2 生物质能的特点
    1.3 生物质利用过程中存在的碱金属问题
        1.3.1 沉积
        1.3.2 聚团
        1.3.3 腐蚀
    1.4 课题研究的内容、目的及意义
第2章 生物质与煤混燃过程中硫对碱金属迁移影响研究进展
    2.1 碱金属及其相关元素的存在形式
        2.1.1 钾、钠
        2.1.2 氯、硫
        2.1.3 硅
    2.2 碱金属及其相关元素的迁移转化规律
    2.3 影响碱金属及其相关元素迁移转化的因素
        2.3.1 原料对碱金属迁移转化的影响
        2.3.2 温度对碱金属迁移转化的影响
        2.3.3 气氛对碱金属迁移转化的影响
    2.4 缓解碱金属问题的对策
        2.4.1 混燃
        2.4.2 添加剂
        2.4.3 改变床料
        2.4.4 水洗
第3章 生物质与煤混燃过程中碱金属的迁移和多元多相反应体系
    3.1 热力学分析基本理论
        3.1.1 反应的可能方向和进行程度的判定
        3.1.2 反应的自由能变化△G_T~O的求取
    3.2 计算方法
    3.3 碱金属及其相关元素的多元多相反应体系
第4章 生物质与煤混燃时硫对碱金属迁移影响的化学热力学平衡研究
    4.1 化学热力学平衡
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 Gibbs自由能最小化法求取反应物平衡浓度
    4.2 计算原理
    4.3 计算条件
    4.4 计算结果
        4.4.1 不同温度条件下生物质与煤混燃时碱金属迁移转化规律
        4.4.2 生物质与煤混燃时硫对碱金属迁移特性的影响
    4.5 热力学平衡预测的局限性
    4.6 本章小结
第5章 黄铁矿与氯化钾的反应机理研究
    5.1 黄铁矿与氯化钾反应的热力学分析
    5.2 黄铁矿与氯化钾反应的热重分析
        5.2.1 实验材料及仪器
        5.2.2 实验方法
    5.3 结果与分析
    5.4 本章小结
第6章 生物质与煤混合燃烧过程中硫对碱金属迁移特性的影响
    6.1 概述
    6.2 实验部分
        6.2.1 原料的制备和选取
        6.2.2 原料相关参数的测定
        6.2.3 原料分析
    6.3 实验装置和方法
        6.3.1 实验装置
        6.3.2 测定方法
    6.4 实验结果与分析
        6.4.1 不同温度条件下水稻秸秆与煤混燃时硫对碱金属迁移特性的影响
        6.4.2 水稻秸秆与煤混燃时黄铁矿对碱金属迁移特性的影响
        6.4.3 不同混合比例下生物质与煤混燃时硫对碱金属迁移特性的影响
        6.4.4 水稻秸秆与宜阳煤混燃时硫对碱金属迁移特性的影响
    6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同床料流化床生物质燃烧粘结机理研究[J]. 李诗媛,矫维红,吕清刚.  工程热物理学报. 2009(05)
[2]玉米芯燃烧过程中碱金属析出迁移的影响因素分析[J]. 张艳平,金保升,刘仁平.  太阳能学报. 2009(02)
[3]煤气化体系热力学平衡分析[J]. 崔海琴,吴志斌.  煤. 2009(02)
[4]生物质燃烧过程中的碱金属问题研究[J]. 孙宏伟,吕薇,李瑞扬.  节能技术. 2009(01)
[5]秸秆类生物质与石煤在流化床中的混烧与黏结机理[J]. 宁新宇,李诗媛,吕清刚,贠小银,矫维红.  中国电机工程学报. 2008(29)
[6]稻草低温燃烧过程中床料聚团机理的实验研究[J]. 马孝琴,骆仲泱,秦建光,方梦祥,余春江,岑可法.  太阳能学报. 2008(03)
[7]高等植物的钾营养[J]. 曹慧,王孝威,付循成.  北方园艺. 2008(02)
[8]生物质燃烧过程中Cl及碱金属逸出的化学热力学平衡分析[J]. 陈安合,杨学民,林伟刚.  过程工程学报. 2007(05)
[9]生物质热解和气化过程Cl及碱金属逸出行为的化学热力学平衡分析[J]. 陈安合,杨学民,林伟刚.  燃料化学学报. 2007(05)
[10]生物质能源的利用技术与开发对策[J]. 支乾坤,左春丽,赵会艳,杨文学.  河北林果研究. 2007(03)

硕士论文
[1]生物质流化床燃烧粘结机理实验研究[D]. 宁新宇.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2008



本文编号：3708114