气化条件下生物质与煤混合灰熔融特性和结渣特性的研究
发布时间：2022-12-18 18:51
气化是生物质资源高效利用的重要途径之一,但由于生物质气化容易产生焦油、团聚、结渣的问题,本研究团队提出了生物质与煤共气化解决上述难题。以木屑、稻壳、水稻秸秆和菜籽秸秆和贫煤为原料,按照生物质/煤（w/w）=4的物料比混合,以四种生物质灰以及其对应的混合灰为研究对象,通过多种实验和模拟的方法对灰样的熔融特性和结渣特性展开研究。首先,为研究还原气氛下生物质灰及生物质与煤的混合灰熔融特性,采用X射线荧光光谱、灰熔点测定和X射线衍射实验,结果发现:生物质中碱金属、碱土金属含量较高,因此生物质灰中碱性氧化物含量也较高;而生物质与煤的混合灰中碱性氧化物总量降低。添加贫煤能够改善低熔点生物质灰的熔融特性,木屑灰和水稻秸秆灰在还原条件下灰熔点仅为874℃和782℃,而其对应的混合灰软化温度分别为1070℃、1083℃,初步分析是由于Al2O3含量显著增加,对灰熔融特性产生积极作用。生物质灰中高熔点矿物少,尤其水稻秸秆灰中的矿物极少;而高温下各混合灰渣中形成了较高熔点的矿物质,但不同高温下灰渣内的矿物转化程度大,且形成的多种钙铁矿物,包括硅灰石、斜硅钙石、铁橄...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 生物质资源概述
1.3 生物质能源利用技术与现状
1.3.1 生物质能源转化和利用技术
1.3.2 国内生物质流化床气化研究现状
1.4 灰熔融特性与结渣特性在气化系统中的重要性
1.4.1 灰的影响及危害
1.4.2 灰熔融特性的国内外研究现状
1.4.3 生物质灰以及混合灰的结渣特性研究现状
1.5 本文研究内容
第二章 原料的特性研究及灰样成分分析
2.1 原料的选取和特性分析
2.2 灰样制备及实验步骤
2.3 灰的成分分析
2.4 本章小结
第三章 生物质灰及混合灰熔融特性和结渣特性研究
3.1 实验操作方法
3.1.1 灰熔融温度试验
3.1.2 灰样的高温热处理
3.2 灰熔融特性的实验与模拟分析
3.2.1 灰熔融温度结果分析
3.2.2 X射线衍射(XRD)结果与分析
3.2.3 FactSage热力学模拟结果与分析
3.3 结渣特性实验及分析
3.3.1 手动分解实验及分析
3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)结果及分析
3.4 本章小结
第四章 生物质与煤共气化灰结渣判别综合分析
4.1 现有的结渣判别方法及指标
4.2 还原条件下生物质与煤混合灰的结渣程度判别
4.2.1 主成分分析法的基本原理
4.2.2 生物质灰及其混合灰结渣特性评价指标
4.2.3 计算结果及分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元煤灰灰熔点及晶体组成特性研究[J]. 苗苗,孔皓,张缦,吴玉新,杨海瑞,张建胜. 化工学报. 2019(08)
[2]CO2气氛下煤与蓝藻共气化的行为演变特性[J]. 沈天绪,张将,沈来宏. 化工学报. 2018(12)
[3]循环流化床气化细粉灰熔融特性研究[J]. 邓鸿翔,任强强,张玉魁. 燃料化学学报. 2018(03)
[4]基于主成分分析法的城市人水和谐度评价[J]. 孟令爽,唐德善,史毅超. 水资源与水工程学报. 2018(01)
[5]碱性氧化物对煤灰熔融特性影响的研究进展[J]. 王东旭,王洋,李文艳,肖海平. 化工进展. 2017(S1)
[6]气化配煤对煤灰熔融特性的影响[J]. 李海鹏,刘全润,张敬杰,李风海,马修卫. 煤炭科学技术. 2017(10)
[7]生物质中矿物质在气化条件下的演变行为研究[J]. 曹琴,黄胜,吴诗勇,吴幼青,高晋生. 燃料化学学报. 2016(06)
[8]生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的调控机制[J]. 徐美玲,李风海,李振珠. 化学工程. 2016(01)
[9]煤中矿物质对灰熔融和燃烧特性的影响[J]. 陈凡敏,王嘉瑞,赵冰,李小江,覃涛. 燃料化学学报. 2015(01)
[10]碱性氧化物对煤灰熔融特性的影响及机理研究[J]. 高娜,刘胜华,刘勇晶,郭延红. 煤炭转化. 2014(03)
博士论文
[1]加压流化床气化条件下灰熔融特性研究[D]. 景妮洁.浙江大学 2013
硕士论文
[1]生物质与烟煤混燃成渣特性及影响因素研究[D]. 陈博文.大连理工大学 2019
[2]钙钛矿太阳能电池中介孔层界面调控与背电极设计优化[D]. 车俐佳.上海大学 2019
[3]生物质与煤混燃灰熔融特性及其影响研究[D]. 李至.华中科技大学 2015
[4]碱金属对生物质燃烧过程中结渣特性影响的研究[D]. 李黎.北京交通大学 2011
[5]基于灰成分的生物质结渣特性研究[D]. 张浩.山东大学 2010
[6]生物质混煤的灰熔融特性研究[D]. 殷炳毅.山东大学 2008
[7]生物质与煤共气化机理试验研究[D]. 宋旭.江苏大学 2008
[8]生物质灰特性及其结渣机理的研究[D]. 叶贻杰.华中科技大学 2007
本文编号：3722578
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 生物质资源概述
1.3 生物质能源利用技术与现状
1.3.1 生物质能源转化和利用技术
1.3.2 国内生物质流化床气化研究现状
1.4 灰熔融特性与结渣特性在气化系统中的重要性
1.4.1 灰的影响及危害
1.4.2 灰熔融特性的国内外研究现状
1.4.3 生物质灰以及混合灰的结渣特性研究现状
1.5 本文研究内容
第二章 原料的特性研究及灰样成分分析
2.1 原料的选取和特性分析
2.2 灰样制备及实验步骤
2.3 灰的成分分析
2.4 本章小结
第三章 生物质灰及混合灰熔融特性和结渣特性研究
3.1 实验操作方法
3.1.1 灰熔融温度试验
3.1.2 灰样的高温热处理
3.2 灰熔融特性的实验与模拟分析
3.2.1 灰熔融温度结果分析
3.2.2 X射线衍射(XRD)结果与分析
3.2.3 FactSage热力学模拟结果与分析
3.3 结渣特性实验及分析
3.3.1 手动分解实验及分析
3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)结果及分析
3.4 本章小结
第四章 生物质与煤共气化灰结渣判别综合分析
4.1 现有的结渣判别方法及指标
4.2 还原条件下生物质与煤混合灰的结渣程度判别
4.2.1 主成分分析法的基本原理
4.2.2 生物质灰及其混合灰结渣特性评价指标
4.2.3 计算结果及分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]多元煤灰灰熔点及晶体组成特性研究[J]. 苗苗,孔皓,张缦,吴玉新,杨海瑞,张建胜. 化工学报. 2019(08)
[2]CO2气氛下煤与蓝藻共气化的行为演变特性[J]. 沈天绪,张将,沈来宏. 化工学报. 2018(12)
[3]循环流化床气化细粉灰熔融特性研究[J]. 邓鸿翔,任强强,张玉魁. 燃料化学学报. 2018(03)
[4]基于主成分分析法的城市人水和谐度评价[J]. 孟令爽,唐德善,史毅超. 水资源与水工程学报. 2018(01)
[5]碱性氧化物对煤灰熔融特性影响的研究进展[J]. 王东旭,王洋,李文艳,肖海平. 化工进展. 2017(S1)
[6]气化配煤对煤灰熔融特性的影响[J]. 李海鹏,刘全润,张敬杰,李风海,马修卫. 煤炭科学技术. 2017(10)
[7]生物质中矿物质在气化条件下的演变行为研究[J]. 曹琴,黄胜,吴诗勇,吴幼青,高晋生. 燃料化学学报. 2016(06)
[8]生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的调控机制[J]. 徐美玲,李风海,李振珠. 化学工程. 2016(01)
[9]煤中矿物质对灰熔融和燃烧特性的影响[J]. 陈凡敏,王嘉瑞,赵冰,李小江,覃涛. 燃料化学学报. 2015(01)
[10]碱性氧化物对煤灰熔融特性的影响及机理研究[J]. 高娜,刘胜华,刘勇晶,郭延红. 煤炭转化. 2014(03)
博士论文
[1]加压流化床气化条件下灰熔融特性研究[D]. 景妮洁.浙江大学 2013
硕士论文
[1]生物质与烟煤混燃成渣特性及影响因素研究[D]. 陈博文.大连理工大学 2019
[2]钙钛矿太阳能电池中介孔层界面调控与背电极设计优化[D]. 车俐佳.上海大学 2019
[3]生物质与煤混燃灰熔融特性及其影响研究[D]. 李至.华中科技大学 2015
[4]碱金属对生物质燃烧过程中结渣特性影响的研究[D]. 李黎.北京交通大学 2011
[5]基于灰成分的生物质结渣特性研究[D]. 张浩.山东大学 2010
[6]生物质混煤的灰熔融特性研究[D]. 殷炳毅.山东大学 2008
[7]生物质与煤共气化机理试验研究[D]. 宋旭.江苏大学 2008
[8]生物质灰特性及其结渣机理的研究[D]. 叶贻杰.华中科技大学 2007
本文编号：3722578
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