玉米秸秆混煤燃烧中碱金属迁移及反应动力学研究

发布时间：2023-05-14 05:55

　　以玉米秸秆和煤粉为原料,在不同原料配比,不同升温速率下,利用热重分析仪在混合气氛下进行燃烧试验,采用Flynn-Wall-Ozawa法建立动力学模型,研究混合气氛下玉米秸秆及其混煤燃烧的燃烧特性及其动力学,对比了相同实验条件空气气氛下的燃烧工况。结果表明:燃料的综合燃烧特性指数S_N随升温速率增大而成倍增长,随着掺入煤粉的比例加倍而减半;随着掺混煤比例增大,DTG曲线上固定碳燃烧阶段逐渐分化为两个失重峰,混合气氛下分化现象更为明显;煤粉的掺入会使燃烧过程所需表观活化能波动增大。通过热力学模拟软件FactSage分析了玉米秸秆及其混煤在不同条件下的碱金属迁移规律。结果表明:纯玉米秸秆在模拟燃烧过程中熔融态产物含有较多的K₂O、Na₂O等低熔点晶体,K₂O占到含K残渣摩尔分数的36%左右,Na₂O占到含Na残渣摩尔分数的99%以上,碱金属在气态产物中主要以氯化物和氢氧化物的形式存在;掺混煤之后固态产物中生成大量硅铝盐等高熔点晶体,将碱金属固留在残渣中,使得析出到气相的部分的碱金属大幅...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 生物质锅炉
    1.3 碱金属对锅炉设备的危害
        1.3.1 聚团问题
        1.3.2 燃烧沉积问题
        1.3.3 燃烧腐蚀问题
    1.4 本课题相关现状介绍
        1.4.1 燃烧特性与反应动力学研究现状
        1.4.2 热力学平衡及碱金属迁移研究
    1.5 本文研究内容与仪器设备
        1.5.1 本文研究内容
        1.5.2 实验设备和检测方法
第二章 不同气氛下生物质混煤燃烧特性及动力学分析
    2.1 引言
    2.2 实验过程
        2.2.1 原料准备及测试
        2.2.2 实验设备和方法
    2.3 实验结果
        2.3.1 热重曲线分析
        2.3.2 燃烧特性分析
    2.4 动力学与活化能分析
        2.4.1 Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法动力学分析
        2.4.2 活化能波动分析
    2.5 本章小结
第三章 生物质混煤燃烧热力学平衡分析
    3.1 引言
    3.2 燃烧工况设计
    3.3 碱金属析出与迁移结果
        3.3.1 玉米秸秆燃烧产物中K和Na的赋存形态研究
        3.3.2 不同掺混比下燃烧产物中K和Na的赋存形态研究
        3.3.3 不同气氛下燃烧产物中K和Na的赋存形态研究
    3.4 本章小结
第四章 生物质混煤燃烧碱金属迁移及残渣形态实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 实验准备
        4.2.2 操作过程
    4.3 燃烧现象及灰渣形貌
        4.3.1 燃烧现象
        4.3.2 不同反应条件下灰渣形貌对比
        4.3.3 不同反应条件下灰渣质量的影响
    4.4 碱金属析出特性研究
        4.4.1 测量设备
        4.4.2 测量流程
        4.4.3 结果及分析
        4.4.4 实验与模拟结果对比分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3817318