一、混煤热解燃烧特性的试验研究(论文文献综述)
彭暄格[1](2020)在《基于低阶煤热解半焦工业利用的燃烧特性研究》文中进行了进一步梳理以热解为基础的低阶煤分级转化利用技术符合我国能源结构与政策导向,可实现低阶煤的高效清洁利用。低阶煤热解半焦作为分级转化的产品之一,其规模化利用有利于提高分级利用技术的大型化与规模化。本文依托于国家重点研发计划,对此类半焦的燃烧特性开展了系统性的实验研究,并获取了其与原低阶煤的差异,旨在为这类特定半焦的规模化利用的相关设备改造及燃烧组织提供依据,进而扩大低阶煤分级转化利用技术的应用范围。首先,获取了半焦的煤质特性、孔隙结构、微观表面结构等理化特性,为后续燃烧特性的研究奠定基础。随后,针对半焦在工业窑炉的利用开展了初步的成型特性研究。结果表明,热解后半焦的化学组成与孔隙结构发生了较大变化。半焦成型特性较差,依靠无黏结剂的冷压成型,难以获得具备符合使用强度的成型半焦。基于热分析法对淖毛湖半焦的本征燃烧特性开展了实验研究,获取了半焦与煤本征燃烧特性的差异,并进行了掺烧实验。随后开展的动力学研究为后续的悬浮燃烧实验工况设置与模型计算提供了依据。结果表明,半焦着火温度、燃尽温度较原煤显着提高,具备更差的燃烧特性,活化能稍有提高。半焦在工业上的利用应着重考虑其难燃尽的问题。依托于自制的沉降炉试验系统,模拟煤粉锅炉的悬浮燃烧条件,对半焦的燃尽特性及NOx排放特性展开了细致的研究。从可燃物转化率的质量角度与未完全燃烧热损失的能量角度分析了半焦与煤燃尽特性的差异,并探索了受炉膛温度、氧气浓度、粒径的差异性影响。结果表明,较煤而言,半焦的燃尽率更低,未完全燃烧热损失更高,但NOx排放浓度更低。在采取合理的工况参数下,半焦有望实现清洁高效燃烧。最后,针对半焦在沉降炉内的运动与燃烧过程构建了多段等密度缩核悬浮燃烧模型,随后利用模型对半焦在炉内燃烧开展了模型研究。
鲁阳[2](2020)在《准东煤与昌吉油页岩混合燃料热解/燃烧特性及其动力学研究》文中认为碱金属和碱土金属(Alkali and alkaline earth metals,简称AAEMs)对化石燃料的热转化具有一定的促进作用。油页岩中富含有机质干酪根,其热解产生的液体产物页岩油类似于天然石油,有利于弥补我国石油短缺的困境。但由于昌吉油页岩的灰分较高导致其热解油产率较低,而准东煤中富含AAEMs,因此,利用准东煤中的AAEMs促进油页岩的热解行为具有重要研究价值。此外,当准东煤用于燃烧发电时,AAEMs会挥发至气相或造成灰分的熔融和烧结,而昌吉油页岩/页岩焦中富含Si、Al元素,可作为准东煤燃烧的固碱剂和耐熔剂,以解决由准东煤中AAEMs带来的沾污、结渣和腐蚀问题。进一步,新疆地区由于油页岩的运输成本较高而将其用于当地燃烧发电,然而油页岩较高的灰分阻碍了其燃烧行为,因此,利用准东煤中的AAEMs来提高昌吉油页岩的燃烧性能具有现实意义。综上所述,本文利用准东煤和昌吉油页岩的固有性质,即准东煤富含AAEMs,油页岩富含有机质,无机质中富含Si、Al元素。因此,将二者制成混合燃料,研究二者的共热解和共燃烧特性。通过研究其共热解行为,阐述了热解产物分布及产物特性,揭示了AAEMs对昌吉油页岩热解催化机理及二者共热解的协同效应,以达到增油提气的效果。通过选取油页岩/页岩焦作为准东煤添加剂进行固碱燃烧,研究其固碱率、矿物组分变化、灰熔融特性,灰颗粒的形貌变化及粒度变化,揭示了准东煤与油页岩/页岩焦共燃烧过程AAEMs的迁移规律,以实现抑制AAEMs挥发,提高灰熔点的目标。通过研究二者共燃烧行为,阐述了其燃烧特性的变化规律,提出了AAEMs对昌吉油页岩燃烧催化机理及二者共燃烧的协同效应,以达到降低着火点和燃尽点,提高燃烧性能的目的。最后,进行了动力学分析,建立了混合燃料热解/燃烧过程的机理函数。为准东煤和昌吉油页岩的清洁高效利用提供新途径。本论文所得到的主要结论如下:(1)碱金属与碱土金属催化了昌吉油页岩的热解行为。乙酸钠、乙酸钙和氧化镁均促进了昌吉油页岩的热解,其中乙酸钠催化效果最显着,页岩油产率提高了6.7%,热解气产率提高了5.6%。三种AAEMs均促进了H2和CO2的释放,抑制了C2H4和C2H6的析出。AAEMs促进了油页岩热解过程中H向页岩油的转化,抑制了C的转化,增加了页岩油的H/C比。同时,AAEMs提供了Lewis酸性位,促进了长链脂肪烃裂解,使页岩油轻质化。乙酸钠和氧化镁的存在降低了油页岩热解反应的活化能。乙酸钠和氧化镁的存在使昌吉油页岩的热解活化能降低,而乙酸钙呈相反趋势,Na+和Mg2+可作为极性中心嵌入到干酪根大分子结构中,改变了其中共价键的电子云排布,发生动态诱导效应,并逐渐迁移至C-C键上,促进了C-C键的断裂,而Ca2+的半径较大,嵌入干酪根大分子较困难,则先在干酪根外围提供活性位,并逐渐向分子中心移动,加速了热解反应的进行。随着热解转化率的增加,CJ、CJ+Na、CJ+Mg样品的活化能呈上升趋势,而CJ+Ca样品呈波动趋势。Ca2+在500℃以前是通过增加活性位点的方式促进油页岩热解行为,而500℃以后则是降低了热解反应活化能。负载AAEMs没有改变昌吉油页岩热解的机理函数模型,即均为级数模型,但改变了n值。通过主曲线法求得CJ、CJ+Na、CJ+Ca和CJ+Mg四种油页岩样品热解反应的机理函数分别为f(α)=(1-α)2.1,f(α)=(1-α)3.1,f(α)=(1-α)1.3,f(α)=(1-α)2.4。(2)准东煤与昌吉油页岩共热解存在协同效应。在单独热解过程中,昌吉油页岩以产油为主,而准东煤以产气为主。在二者共热解过程中,混合燃料的热解油和气产率均高于二者单独热解的加权值,当准东煤比例为5%时,其增油效果最佳,混合燃料热解油产率提高了8.20%。准东煤的存在使得混合燃料的热解气中H2、CH4和CO2的浓度高于二者的加权值,表现出促进作用,而C2H4、C2H6和CO的浓度均低于二者的加权值,表现出抑制作用。页岩油的组分中以脂肪烃为主,而准东煤焦油中以芳香烃为主。混合燃料共热解的油产率与原料H/C比的关系为η(wt.%,daf)=19.1935×ω×(H/C)ZD+0.6314×(1-ω)×(H/C)CJ。准东煤的加入使得混合燃料的热解油中短链脂肪烃增加,导致了热解油的轻质化。油页岩与准东煤共热解过程的协同效应发生在455℃以后,且当准东煤比例为10%时,协同指数最高,转化率提高最明显,协同效应最显着。二者共热解反应的活化能低于单独热解反应活化能的加权值,产生了协同效应,协同效应来源于准东煤中AAEMs的催化作用,同时,当准东煤比例为10%时,混合燃料MF2的热解活化能最低。昌吉油页岩、准东煤单独热解及混合燃料共热解的机理函数分别为fCJ(α)=(1-α)2.1,fZD(α)=(1-α)3.1,fMF1(α)=(1-α)4.3,fMF2(α)=(1-α)3.4,fMF3(α)=(1-α)4.0和fMF4(α)=(1-α)4.5。(3)昌吉油页岩/页岩焦有效地缓解了燃用准东煤带来的沾污、结渣和腐蚀等问题。准东煤中钠元素主要以水溶态为主,其含量占总钠的74.36%,而钙元素主要以盐酸溶态和不可溶态的形式存在,二者的含量占总钙的85.61%。准东煤在高温燃烧过程中,所得灰分中有40%-50%的含钠矿物质从原煤挥发至气相,而含钙矿物质的挥发性较低。当准东煤与油页岩/页岩焦共燃烧时,油页岩或页岩焦抑制了准东煤中钠/钙元素的挥发,油页岩/页岩焦的固钠率可达70%-88%,固钙率可达88%-98%,二者在低温下的固钠/钙效果优于高温,且页岩焦的固钠/钙效果略优于油页岩。当油页岩/页岩焦配比由0%增至25%时,在高温燃烧过程中生成了高熔点的蓝晶石和莫来石,其软化温度ST分别升高了79℃和91℃,油页岩及页岩焦对提高准东煤灰熔点具有很好的效果。当油页岩比例为5%时,混合燃料MF1的灰分中各个组分比例处于低温共熔区,使其四个特征熔融温度均降低。(4)认识了准东煤与昌吉油页岩/页岩焦共燃烧过程AAEMs的迁移规律。准东煤中的原生矿物质以方解石、硬石膏和芒硝为主,这些矿物质极易以气态形式挥发释放或生成低温共熔体。掺配油页岩或页岩焦等添加剂以后,当燃烧温度为800℃-1000℃时,混合物的灰分中形成了钠长石、钙长石、钙黄长石和镁黄长石等,而当温度进一步升高至1000℃-1200℃时,高熔点的霞石、透辉石等矿物质进一步生成。准东煤中的AAEMs元素均逐渐迁移至硅铝酸盐相,使得准东煤中的含AAEMs矿物质以固态形式沉积在灰中,抑制了其挥发,有效解决了燃用准东煤AAEMs带来的沾污、腐蚀等问题。准东煤中的原生矿物质以晶粒较小的AAEMs等助熔性矿物质为主,其粒度小于10μm的颗粒占84.31%。当温度达到1150℃时,粒径较小的助熔性矿物质发生严重的烧结和熔融,粒度大于100μm的颗粒占主导地位,形成了较大的团簇型灰渣。当配入油页岩或页岩焦以后,生成了大量的硅铝酸盐、莫来石等粒径较大、熔点较高的耐熔性矿物质,这些矿物质在高温下能保持自身的形状而不发生熔融和烧结。当温度升高至1150℃时,混合燃料MC2和MF2的灰分中大于100μm的颗粒降至5%以下,烧结和结渣情况得到了有效的抑制和缓解。(5)准东煤中的AAEMs均改善了昌吉油页岩的燃烧性能且准东煤与油页岩共燃烧过程存在协同效应。乙酸钠、乙酸钙和氧化镁均提高了昌吉油页岩的燃烧特性,降低了其着火点和燃尽点,其中氧化镁表现出最佳效果。随着氧气浓度是升高,昌吉油页岩的着火点和燃尽点降低,燃烧性能提高,但燃烧反应活化能增加。在相同氧气浓度下,昌吉油页岩在O2/CO2气氛下的燃烧性能均低于O2/N2气氛。昌吉油页岩和不同比例的准东煤混合燃烧过程中均产生了协同效应,该协同效应发生在着火点至550℃之间,且随着准东煤比例的升高,协同效应逐渐增强。昌吉油页岩和准东煤共燃烧过程的协同效应来源于AAEMs的催化作用,AAEMs可以促进混合燃料挥发分的析出,同时还可以充当氧载体,形成AAEM-O2中间体,将更多的氧气输送到颗粒表面,加速燃烧反应的进行。而乙酸钠和乙酸钙的存在降低了昌吉油页岩燃烧反应的活化能,而氧化镁提高了其活化能。乙酸钠在油页岩燃烧全过程和乙酸钙在达到油页岩燃烧失重峰值温度以前主要是通过促进有机质的裂解和挥发分的析出的方式改善其燃烧行为,而乙酸钙在超过油页岩燃烧失重峰值温度以后和氧化镁在油页岩燃烧全过程主要以充当氧载体的方式提高其燃烧行为。负载AAEMs没有改变昌吉油页岩燃烧的机理函数模型,即均为级数模型,但改变了n值。通过主曲线法求得负载AAEMs催化剂油页岩样品的燃烧机理函数分别为fCJ(α)=(1-α)2.4,fCJ+Na(α)=(1-α)3.1,fCJ+Ca(α)=(1-α)3.2,fCJ+Mg(α)=(1-α)3.5。
杨明顺[3](2020)在《高碱低阶煤中钠钾对灰熔/黏特性影响及其水热脱除》文中认为我国高碱低阶煤资源储量丰富、应用比例逐年增大,但这类煤在燃烧或气化等转化利用中易在锅炉、气化炉内发生煤灰沉积、结渣,严重制约装置的安稳运行。论文以高碱低阶煤灰沉积、结渣问题为导向,采制新疆维吾尔自治区准东、伊宁矿区和内蒙古自治区胜利、白音华矿区的高碱低阶煤样品,以及工业粉煤锅炉、气流床气化炉的灰渣样品,开展高碱低阶煤的逐级化学萃取(sequential chemical extraction experiment,SCEE)、热解、燃烧、水热处理(脱碱)等试验,应用XRD、XRF、SEM-EDS、FT-IR、TG等,考察高碱低阶煤中碱金属赋存特性、钠钾热迁移行为,探究水热脱碱后煤的成浆、热解、燃烧等加工转化性能的变化及机制。此外,结合Fact Sage、MATLAB、Aspen Plus等计算机辅助软件,开展高温下煤中矿物质演化、水煤浆气化等建模研究,基于BP神经网络研究煤灰熔融性和黏温特性(简称煤灰熔/黏特性)预测模型的构建方法。论文研究取得的主要结论:高碱低阶煤中Na、K的赋存特性区别明显。各试验煤样中Na元素均以水溶态为主,而K元素则以白榴石KAl Si2O6、正长石KAl Si3O8、钾长石KAl Si O4等不溶态为主。干基煤中Na含量较高,准东煤ZD-1-R、ZD-2-R的分别为3.257mg/g、2.915mg/g,胜利煤SL-6-R的为2.072mg/g,伊宁煤YN-1-R、YN-2-R的依次为1.840mg/g、1.554mg/g;K含量相对较低,胜利煤的为0.493mg/g,准东、伊宁煤的介于0.15~0.3mg/g。Na、K含量均显着高于Cl含量,说明碱金属并非以Na Cl、KCl为主要赋存形式。随着自然煤层纵向加深,准东煤中Na含量降低、K含量变化不大;胜利煤中K显着降低,Na则呈现中层低,上、下层高的“夹板”特征。高碱低阶煤中Na、K的热演化行为差异显着。在燃烧或热解升温过程中,Na、K在500℃时已开始析出。在815℃燃烧温度下,煤灰中Na2O、K2O的逃逸率分别达到35.81%、26.79%。与Na相比,K以钙长石(Ca,Na)(Si,Al)2Si2O8、白榴石KAl Si2O6和K(Si3Al)O8等形式富集于煤灰渣中,逃逸率较低,在高温下呈现相对“惰性”。在工业气流床气化装置中,Na主要向飞灰中富集,而K同时向飞灰、灰渣中富集。Fact Sage模拟显示,气化温度超过1200℃后,Na转化为Na2SO4(g)、Na2O(s)和Na(g)等形式,K转化为K2O(s)、K(g)和KO(s)等形式。高碱低阶煤灰的熔融性指标(FT、ST、DT)、黏温特性指标(T2.5、T25、Tcv)与其灰分、灰成分存在复杂的非线性关系。K含量越高,煤灰熔/黏特性温度指标随之增大,Na与之相反。基于BP神经网络建立了高碱低阶煤灰熔/黏特性预测模型,FT、ST、DT预测模型的训练误差分别为0.459%、0.583%、0.409%,小于线性回归方法拟合的误差1.705%、1.699%、2.186%;T2.5、T25、Tcv预测模型的训练误差分别为0.813%、0.323%、1.193%,明显小于线性回归方法拟合的误差2.539%、3.808%、3.258%。提出了煤气化适应性指数(AIG),赋予K元素在高碱低阶煤转化中的“示踪”功能,建立了简单明了、计算方便的K2O-AIG预测解析式(r2=0.87~0.97)。高碱低阶煤在300℃、60min的水热处理条件下,煤质显着提高,干基灰分中Na2Oeq含量降低至2%以下,准东煤灰Na2O、K2O脱除率最高分别达82.05%、67.39%。煤中大部分Na可经水热脱除,但K以白榴石KAl Si2O6、正长石KAl Si3O8、钾长石KAl Si O4等形式存在,相对难以脱除。水热脱碱机制是涉及脱水、脱氧、脱硫、脱灰、脱碱和碳化的复杂的物理化学过程(简称“五脱一化”过程),煤中元素发生了迁移变化,Na+、K+等无机成分进入液相当中,少量C、S等有机质以CO、CO2和H2S等形式进入气相。经水热脱碱后,煤灰熔融性特征温度上升,粘污和结渣倾向性减弱。实验室水热处理最高可将低阶煤的成浆浓度提升约10个百分点,但以工业气化废水为水热介质时提浓幅度下降约2~3个百分点。基于水热废液合成的聚羧酸型添加剂FY-AD,比商品添加剂制浆浓度增加约1个百分点。搭建了水热处理提浓制浆连续中试装置(0.2t/d干煤),使工业煤浆浓度提升近7个百分点。水煤浆气化模拟表明,褐煤水煤浆浓度增大,合成气有效气(H2+CO)增加,CO2下降,比煤耗、比氧耗指标均明显降低。经水热处理后,胜利煤的热解表观活化能由9.418KJ/mol上升为14.323KJ/mol,准东煤的热解表观活化能由14.206KJ/mol增加至16.985KJ/mol;燃烧表观活化能也发生明显变化。试验煤样热解、燃烧性能变化的主导因素是煤中有机质在水热过程中的流失行为,Na等碱金属主要是在热解或燃烧后期与煤中炭基质发生反应。
毛立睿[4](2019)在《高钠焦油-水煤浆共热解、燃烧、气化性能研究》文中研究说明掺废水煤浆技术作为目前较为有效地处理部分工业废弃物的技术,一方面利于处理工业废弃物,另一方面能够起到资源再利用的作用。在掺废制浆的过程中,常常因引入不同的组分而对浆体的性能产生影响,但因为工业废弃物种类多、成分复杂,作用效果不同。本文所选用的研究对象为内蒙矿区煤样(ZK煤)及1,4丁二醇生产过程中产生的高钠焦油废物,利用热分析技术研究高钠焦油-水煤浆共热解、共燃烧、共气化性能变化,并利用元素分析仪、XRD、XRF、SEM-EDX等分析仪器深入探讨高钠焦油对水煤浆性能的影响机理,同时深入分析高钠熔渣对耐火材料蚀损影响及其机理。主要得出以下几点结论:1)由于高钠焦油中大部分的有机成分在热解前期损失,使得部分温度区间热解失重更为明显;碱金属Na主要作用于热解后期,碱金属Na的存在抑制了煤焦结构的芳构化进程,分子结构不断石墨化的脱氢缩聚反应由于碱金属Na的存在而受到了抑制,使得二次脱气中的小分子的释放得到抑制;2)高钠焦油中富含的C、H元素使得样品在剧烈燃烧期间放出更多的热量;高钠焦油中的Na+是对浆体燃烧产生催化效果的主要原因,其主要作用机制是含有碱金属Na的位置成为燃烧过程中的活性中心,使得样品更易达到着火点,碱金属Na均匀地分散在炭颗粒表面、孔隙处,使燃烧更加稳定、充分,因而掺配高钠焦油有效改善了浆体燃烧性能;碱金属Na的掺入使得样品在高温过程中转化为杆沸石、钙铝硅共晶混合物,影响燃烧过程中的晶体转化过程;3)高钠焦油-水煤浆气化性能前期作用效果与热解过程中影响及其原因基本保持一致,由于碱金属Na的作用使得煤焦表面富含更多的“微孔”与“斑点”并在焦粒表面、孔隙、褶皱处存在许多含钠细小颗粒,而“微孔”“斑点”及“细小颗粒”等特征区域内使煤焦表现出更为强烈的活性,从而改善了煤焦气化反应活性;4)含钠的高温熔渣熔融状态过程中会发生较为复杂的变化,同时碱金属会对耐火材料造成更深一步的影响。高温熔渣中的碱金属Na会与煤灰中的K、Si元素作用在Al2O3上面,生成钙铝氧化物、霞石等晶体矿物,熔渣中的钠长石、钙长石、钙铝黄长石与氧化铬相互作用生成共熔体,从而对刚玉材料、高铬材料产生更深一步的蚀损影响。图[76]表[24]参[91]
周冠文[5](2019)在《加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟》文中进行了进一步梳理以煤热解半焦燃烧为核心的加压双流化床煤分级转化技术具有工艺设备简单、反应条件温和、能源转化率高、对环境友好等特点,可用于煤炭资源的高效清洁利用。然而目前对于双流化床煤热解及半焦燃烧过程复杂的流体动力学规律以及化学反应规律掌握不够,其加压热解特性、半焦燃烧特性、反应机理及热解与燃烧反应耦合机理尚不明确,因此该项技术在工业上的应用存在焦油、煤气产率低,污染物排放高等问题。这些问题的存在为加压双流化床煤分级转化的反应器设计、放大、优化以及操作参数的选择和调整增加了难度。本文提出了一种流化床燃烧反应器和喷动流化床煤低温快速热解反应器耦合的加压双流化床煤分级转化装置,并在此基础上开展双流化床中加压煤热解及半焦燃烧特性研究。首先选取了三种煤,对比了不同煤种和半焦的基础物性,并对实验原料进行了分析与评价,依据着火点、粘结性指数、含油量、煤岩成分和灰渣特性等评价指标,选定了黑龙沟煤作为本课题的原料煤。在此基础上,采用热重质谱联用和加压热重等方法分析了煤热解与半焦燃烧过程,研究了热解气体组分在煤裂解过程中的析出规律及半焦燃烧过程中的相关燃烧特性,并进一步地研究了压力范围为0.10.5MPa下煤加压热解及半焦加压燃烧反应动力学特性。建立了加压煤分级转化的机理实验系统,并以选定的黑龙沟煤为研究对象,开展了不同热解温度(500700℃)、压力(0.10.5MPa)、气氛(氮气与煤气)和粒径(03mm与06mm)下的加压煤分级转化机理实验。并利用煤气分析仪、烟气分析仪、气相色谱分析仪、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、N2吸附和扫描电镜(SEM)测试及X射线衍射分析仪研究了上述参数对加压煤分级转化过程的油气特性、半焦燃烧的污染物排放规律以及相关固体产物如半焦、灰渣等的表面形貌和组成结构特性的影响规律。通过实验研究,发现在煤气气氛下,加压有助于提高焦油和半焦的产量,同时提高焦油和煤气的品质,且随着压力的增加,CO和CO2排放量增多,NO和SO2的排放量减少。设计并搭建了给煤量为50kg/h的加压煤分级转化中试试验平台,研究了煤在不同温度、不同压力和不同粒径等条件下热解产物(焦油、燃气和半焦)的产率及成分,考察了半焦在不同温度、不同压力、不同一二次风配比及不同粒径下污染物排放等特性,并以中试试验装置为依据,基于多相流质点网格(MP-PIC)法建立了加压喷动流化床煤热解和带有提升管的加压流化床半焦燃烧过程的欧拉-拉格朗日三维数理模型。基于所建立的模型,开展了加压煤分级转化反应器数值放大研究。初步设计了煤处理量为50万吨/年的喷动流化床煤热解反应器和半焦燃烧反应器,通过结构参数的影响规律研究,确定了两个反应器的最终结构尺寸,并在此基础上,开展了操作参数的影响规律研究,考察了操作压力、半焦与煤的质量比、燃烧器初始床高和粒径分布等参数对反应器运行特性的影响,为加压煤分级转化技术的工业应用提供了指导性建议。
马国伟[6](2019)在《宁夏地区电站锅炉混煤燃烧特性研究与应用》文中进行了进一步梳理混煤技术是洁净煤技术的关键技术之一,通过将不同煤质特性的煤按一定比例进行掺混,以提高混配煤种的各种燃烧特性,同时以适应不同燃煤设备对煤质的要求。作为一种简单的机械掺混,混煤需要考虑不同特性的煤种按照一定比例掺混后的具有不同的燃烧特性。在适当选择煤种并进行一定比例配比的基础上,混煤可以实现各部分煤种的独特性和优势,为锅炉提供优越的燃烧条件;反之,会造成着火困难、燃烧不稳定、效率降低、结焦积灰加剧、污染物排放量增加、燃烧设备运行水平下降等问题,严重时甚至造成停炉事故。因而,为保证电站锅炉的安全、经济运行,有必要对电站锅炉混煤燃烧特性开展研究,以指导电站锅炉的正常运行。锅炉的安全运行是电厂考虑的首要因素,而入炉煤的结焦特性又是影响锅炉安全运行的重要因素。目前整个宁夏地区的动力用煤主要分为两类:以银川作为边界,银北煤指的是银川以北的煤,银南煤指的是银川以南的煤。银南煤储量远高于银北煤,属于动力用煤的主要部分,但所有银南煤种在电站锅炉燃烧过程中均存在不同程度的结焦问题;而银北煤种虽然储量远不如银南煤,但其灰熔点高,不存在结焦问题。宁夏地区电厂目前普遍的做法是混烧银南和银北的煤,以避免燃烧过程中的结焦问题的出现,保证电站锅炉的安全运行。但是,由于缺少宁夏地区动力混煤燃烧特性的具体研究,难以将电站锅炉中进行适当、有效的燃用混煤,宁夏各个电厂燃用混煤绝大多数是凭实践经验,缺少科学依据,因而有必要针对宁夏地区动力混煤的燃烧特性开展深入研究,用来引导地区内各电厂科学的燃用混煤,以保证电站锅炉处在安全和经济运行的状况下。本文将对地区内各大电厂合理、有效的燃用混煤提供科学依据,减少锅炉运行过程中结焦问题的出现,从而提高锅炉运行的安全性以及经济性,具有很高的科研价值和实践应用价值。
周安鹂[7](2019)在《W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥的试验与数值模拟》文中提出随着煤炭加工业的快速发展,煤泥作为洗选工艺的废弃物,其产量不断增加。在现有的燃煤锅炉中掺烧煤泥是一种非常环保的煤泥资源化利用方式。本文通过实验、数值模拟以及工业试验相结合的方法,对一台600MW W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥后的燃烧特性、燃烧交互作用、灰熔融特性、NOx排放特性以及经济性等进行了研究。首先,通过热重法求解分析了不同掺烧比例的无烟煤与煤泥混合煤样的燃烧特性参数及燃烧交互作用。掺烧煤泥可以提高无烟煤的着火性能,但会使综合燃烧效果变差。无烟煤与煤泥间存在燃烧交互作用:挥发分较高的煤泥优先燃烧释放出热量,促进低挥发分的无烟煤的着火;但煤泥优先燃烧会消耗部分氧气,对无烟煤后期的燃烧及燃尽有抑制作用。当煤泥的掺混比例小于5%时,对无烟煤着火的促进作用大于对燃尽的抑制作用。并利用X-射线衍射、矿物三元相图及灰熔点分析等方法,对无烟煤与煤泥掺烧后的灰熔融特性进行了研究。掺烧煤泥对灰熔融特性的影响较小。其次,通过数值模拟分别对370MW低负荷以及600MW满负荷条件下W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥后的燃烧特性以及NOx排放特性进行了研究。不论是低负荷还是满负荷条件,随着煤泥的掺烧比例增加,炉内平均温度降低,燃尽速率降低,主燃烧区CO浓度上升,炉膛出口的飞灰含碳量增加;但NOx排放量降低。但满负荷条件下掺烧煤泥对炉内燃烧特性的影响要小于低负荷。当掺烧比例大于10%时,通过提高风粉比、降低颗粒粒径等方式可以改善炉内燃烧状况降低飞灰含碳量;但NOx排放会增加。最后,对该电厂的W火焰锅炉在370MW低负荷条件下进行了掺烧煤泥的工业试验。试验结果与数值模拟得到的规律一致。随着煤泥的掺混比例增加,飞灰含碳量从6.43%增至7.22%,SCR装置入口处的NOx排放量从893.92 mg/Nm3降至809.00 mg/Nm3;该电厂的锅炉效率从90.88%降至89.77%。根据现场测试数据对掺烧煤泥的经济性进行分析。当煤泥与无烟煤的差价大于无烟煤价格的16%时,电厂掺烧煤泥可以获得一定的经济效益。
姚汇蜂[8](2019)在《富氧气氛下半焦与烟煤共燃的热重实验与切圆锅炉模拟研究》文中研究表明半焦作为极具潜力的能源,在富氧气氛中与烟煤掺混共燃,期望得到清洁高效利用。本文采用实验与模拟相结合的研究手段,目的在于深刻了解半焦与烟煤在富氧情况下的共燃特性以及在电站锅炉内的燃烧状况,为工程应用提供指导。采用热重分析研究了富氧气氛下混煤的燃烧特性和动力学行为。当温度低于750℃时,在N2和CO2气氛中燃料的热解特性完全相同。但是,当温度高于750℃时,燃料的反应特性在CO2气氛中发生显着变化。在高温高CO2浓度的条件下,半焦比烟煤更容易气化。在21%O2/79%CO2气氛中每个样品的点火温度比空气中的高约15℃。在相同氧浓度下用CO2代替N2时,半焦的燃尽行为显着改善。增加氧浓度可以进一步改善点火和燃尽行为。半焦的差热分析(DTG)曲线在空气和21%02/79%CO2气氛中表现出截然不同的行为,空气中有两个明显的峰,而在21%02/79%CO2气氛中,只有一个峰。混煤的活化能通过Starink法凭借四个升温速率拟合获得。然后,通过Malek法确定每个燃烧阶段的最概然机理函数。结果表明,随着转化程度和烟煤比例的增加,活化能通常会降低。空气中的平均活化能略小于21%02/79%CO2气氛下的平均活化能。值得注意的是,混煤的活化能随着氧浓度的增加而增加。随着温度的升高和反应的进行,反应机理也相应发生变化。当转换度达到0.55时,似乎最概然机理函数更容易发生变化。此外,利用Fluent进行了空气和富氧气氛下半焦与烟煤在四角切圆炉内的共燃数值模拟。煤粉的燃烧模型采用了有限速率/涡耗散模型结合焦炭的多面反应模型。采用了欧拉-拉格朗日耦合的方法对煤粉颗粒进行分析计算。烟煤在炉膛内有良好的着火特性,温度云图分布均匀对称,随着氧气浓度的增加,强风区域会出现切圆高温区域。然而,半焦在炉膛内无法获得合理的温度场。共燃物中半焦比例达到40%时,温度场依然合理均匀,可满足锅炉功率要求。当半焦比例进一步增大至60%时,炉内温度明显下降,燃烧特性恶化。通过不同氧气浓度条件下燃烧场的分析,认为30%O2/70%CO2的气氛对燃烧的影响与传统空气对燃烧的影响是相接近的。在30%O2/70%CO2的气氛中,各个样品的燃尽率相较于空气气氛,都有明显改善。空气气氛下炉膛出口的NOx排放量与30%O2/70%CO2气氛下的排放量极为接近。由于半焦挥发分低、灰分高,具有难着火、难燃尽的特点,不能作为煤粉锅炉的单一燃料。由本研究的结果可知,在O2/CO2气氛下,采用半焦与烟煤共燃的方法,可以改善半焦的燃烧特性,以达到煤粉锅炉的燃烧标准。
何雪程[9](2019)在《混煤热解和燃烧条件下的氮析出效应研究》文中研究说明我国能源结构中煤炭消耗依然占据主导地位,而火力发电站会由于燃烧大量煤炭而排放许多的大气污染物至大气环境中,其中最主要的污染物之一就是氮氧化物,它会造成雾霾、光化学烟雾、酸雨等重大恶劣影响。同时,我国为应对能源危机大部分燃煤发电机组采用混煤燃烧,合理地选择煤种与合适的掺混比例,能够充分发挥单一煤种的优越性,给锅炉的安全性与经济性带来较好的影响。本文采用理论分析与实验验证相结合的研究方法,系统地分析研究了混煤在热解以及燃烧过程中的氮析出效应。我们针对实验特性,在实验室搭建所需要的实验平台,挑选三种煤质差别较大的褐煤、烟煤以及无烟煤分别进行热解和燃烧实验,研究不同的掺混比例、温度、粒径和过量空气系数对于氮析出的影响。再结合热解与燃烧实验结果,分析研究混煤热解过程中氮的析出特性对燃烧生成NO的影响。主要结论如下所示:(1)随着煤阶的升高,NH3的生成量逐渐降低,HCN的生成量逐渐升高。(2)混煤在热解过程中,HCN-N与NH3-N的生成量随着煤粉粒径的增加逐渐减少。HCN-N与NH3-N的生成量均随温度的升高而逐渐增加,但在1000℃之后NH3-N的生成量开始稍有下降。(3)煤阶越低,NO生成总量也会越低。在混煤燃烧中,随着低阶煤掺混比例的增加,NO生成总量逐渐减小。(4)在各混煤比例为1:1的条件下,随着温度与过量空气系数的增加,各混煤在燃烧过程中NO的生成量均逐渐增加。(5)在混煤的热解燃烧过程中,NO的生成量随着含氮前驱体析出率的增加而增加。同时,热解生成HCN越多以及NH3越少的,燃烧生成的NO就越高。通过试验分析研究,形成针对性的氮氧化物脱除方法和控制技术,实现燃煤电站的高效率、低污染燃烧,对我国的能源战略具有重大的意义。同时,也对燃煤电厂运行具有重要的理论指导意义。
马晓波[10](2019)在《料浆法制备陶瓷涂层及其抗高温氯腐蚀性能研究》文中研究表明生物质锅炉受热面通常存在严重的高温氯腐蚀问题。针对此类问题,对某电厂的生物质三种燃料:实木颗粒板样、胶合板样和混合样进行工业分析、元素分析、灰成分分析和TG-FTIR分析。创新性地采用料浆喷涂技术,分别在在15CrMoG、TP347两种基材表面制备抗氯腐蚀涂层,并对涂层试样和钢材试样进行气相和固相氯腐蚀试验,利用热分析动力学、SEM与EDS等方法研究涂层的抗氯腐蚀性能。结合煤碱金属分级和结渣特性指数计算后发现实木颗粒板样和胶合板样为高碱煤和中碱煤,均有严重的结渣倾向;通过TG和DTG曲线分析得到三种生物质样品均在600℃左右完成燃烧,均呈现双失重峰特性;结合燃烧特性分析,发现胶合板样的燃烧特性最佳;通过红外光谱分析,发现胶合板样和实木颗粒板样热解燃烧的气体产物组分相似,且均有HCl气体析出;对某生物质锅炉管壁进行SEM/EDS分析,发现其腐蚀与碱金属氯化物有关。气相氯腐蚀试验表明:以15CrMoG为基材的低温涂层试样,在各试验温度下均表现出优于基体钢材的抗氯腐蚀性能。在370℃、395℃和420℃下,低温涂层的抗气相氯腐蚀性能分别提高了10.5倍、13.4倍、2.7倍。再结合SEM观察腐蚀试验后试样的界面形貌,发现基体附近涂层致密,与基材结合紧密。固相氯腐蚀试验表明:喷涂涂层试样的抗氯腐蚀性能优于基材15CrMoG、TP347。以15CrMoG为基材的试验结果表明在370℃、395℃和420℃下,低温涂层的抗固相氯腐蚀性能分别提高了9.2倍、5.2倍、12.5倍。结合热分析动力学分析对以15CrMoG为基材的试验结果进行分析,涂层和基材的氯盐腐蚀模式均为二维扩散类型。计算分析得到15CrMoG试样和低温涂层试样的腐蚀反应活化能分别为10923.63J·mol-1和17077.97J·mol-1,从活化能数值可得,喷涂低温涂层后不易发生固相氯腐蚀反应。采用SEM分析腐蚀试验后试样的界面形貌发现,涂层与基材结合紧密,结合区域不存在裂缝或裂纹等缺陷,能有效阻碍腐蚀物质向基体内扩散。
二、混煤热解燃烧特性的试验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混煤热解燃烧特性的试验研究(论文提纲范文)
(1)基于低阶煤热解半焦工业利用的燃烧特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 世界及我国能源现状 |
1.1.2 低阶煤分级转化利用技术 |
1.1.3 热解半焦规模化利用 |
1.2 半焦燃烧研究现状 |
1.2.1 理化特性 |
1.2.2 燃烧特性 |
1.2.3 燃烧评价指标与反应动力学参数 |
1.2.4 污染物排放特性 |
1.2.5 结渣特性 |
1.2.6 模型研究 |
1.2.7 低阶煤半焦燃烧应用研究 |
1.2.8 文献综述概述 |
1.3 课题来源与主要研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 主要研究内容 |
2 半焦理化特性研究 |
2.1 实验原料 |
2.2 工业元素分析 |
2.3 灰分析 |
2.4 孔隙结构特征 |
2.5 密度 |
2.6 微观表面特征 |
2.7 半焦成型特性研究 |
2.7.1 实验仪器及实验方法 |
2.7.2 成型压力的影响 |
2.7.3 粒径区间的影响 |
2.7.4 水分 |
2.7.5 粒径组合 |
2.8 本章小结 |
3 半焦本征燃烧特性研究 |
3.1 实验材料与实验方案 |
3.2 数据表征方法 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 煤与半焦的热解 |
3.3.2 半焦着火类型的判断 |
3.3.3 半焦燃烧特性及客观评价指标 |
3.3.4 燃烧反应动力学分析 |
3.4 本章小结 |
4 沉降炉试验系统的搭建调试 |
4.1 沉降炉试验台综述 |
4.2 沉降炉试验系统概况 |
4.2.1 炉本体 |
4.2.2 给料系统 |
4.2.3 取样枪 |
4.2.4 其他部件 |
4.3 沉降炉系统调试 |
4.3.1 同心度调试 |
4.3.2 层流测试 |
4.3.3 密封性测试 |
4.3.4 温度场测试 |
4.3.5 等速取样测试 |
4.4 本章小结 |
5 半焦悬浮燃烧特性研究 |
5.1 半焦着火特性研究 |
5.1.1 实验设计 |
5.1.2 实验结果 |
5.2 半焦燃尽特性研究 |
5.2.1 实验设计及步骤 |
5.2.2 数据表征方法 |
5.2.3 典型工况下半焦与煤粉燃尽差异 |
5.2.4 半焦随停留时间反应活性的变化 |
5.2.5 受炉膛温度的影响 |
5.2.6 受氧气浓度的影响 |
5.2.7 受粒径的影响 |
5.3 半焦NOx排放特性研究 |
5.3.1 典型工况下半焦与煤粉NOx排放的差异 |
5.3.2 受炉膛温度的影响 |
5.3.3 受氧气浓度的影响 |
5.3.4 受粒径的影响 |
5.4 本章小结 |
6 沉降炉中半焦悬浮燃烧模型 |
6.1 炉内半焦悬浮燃烧模型构建 |
6.1.1 燃烧模型 |
6.1.2 运动模型 |
6.2 模型对比及误差分析 |
6.3 半焦燃烧受影响因素 |
6.3.1 氧气浓度与过量空气系数的影响 |
6.3.2 炉膛温度的影响 |
6.3.3 粒径的影响 |
6.4 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 本文主要研究内容与结论 |
7.2 本文创新点 |
7.3 未来展望 |
参考文献 |
研究生期间取得的科研成果 |
(2)准东煤与昌吉油页岩混合燃料热解/燃烧特性及其动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 准东煤热解/燃烧过程AAEMs的迁移及作用机理 |
1.1.1 准东煤的结构及煤质特征 |
1.1.2 准东煤中AAEMs的释放行为及迁移过程 |
1.1.3 准东煤中AAEMs挥发的控制方法 |
1.1.4 准东煤灰的熔融特性 |
1.1.5 准东煤中AAEMs对其热解行为的影响 |
1.2 油页岩热解/燃烧特性及机理研究 |
1.2.1 油页岩的组成及转化方式 |
1.2.2 油页岩热解机理 |
1.2.3 油页岩热解影响因素 |
1.2.4 油页岩燃烧特性研究 |
1.3 准东煤与油页岩共热解/燃烧特性研究 |
1.3.1 准东煤与油页岩共热解特性 |
1.3.2 准东煤与油页岩共燃烧特性 |
1.4 燃料热解/燃烧动力学 |
1.4.1 动力学分析基础 |
1.4.2 动力学分析方法 |
1.5 本文研究内容及技术路线 |
第二章 实验原料、仪器及方法 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 实验用原料 |
2.1.2 实验用化学试剂 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 固定床热解实验装置 |
2.2.2 固定床燃烧实验装置 |
2.2.3 催化燃烧实验装置 |
2.3 表征方法 |
2.3.1 热重分析(TG) |
2.3.2 气相色谱(GC) |
2.3.3 气相色谱-质谱(GC-MS) |
2.3.4 傅里叶红外光谱仪(FTIR) |
2.3.5 元素分析仪 |
2.3.6 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES) |
2.3.7 灰熔点测定仪 |
2.3.8 X射线衍射(XRD) |
2.3.9 扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS) |
2.3.10 激光粒度仪 |
第三章 昌吉油页岩催化热解产物特性及其动力学 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 样品准备 |
3.2.2 热解实验 |
3.2.3 表征方法 |
3.2.4 动力学分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 油页岩负载催化剂的热重分析 |
3.3.2 热解温度对油页岩热解产物分布的影响 |
3.3.3 催化剂对油页岩热解产物分布的影响 |
3.3.4 油页岩催化热解产物特性 |
3.3.5 油页岩催化热解动力学分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 准东煤与昌吉油页岩共热解产物特性及其动力学 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 样品准备 |
4.2.2 热解实验 |
4.2.3 表征方法 |
4.2.4 协同性分析 |
4.2.5 动力学分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 准东煤和油页岩的热重分析 |
4.3.2 准东煤配比对油页岩热解产物分布的影响 |
4.3.3 准东煤与油页岩共热解产物变化规律 |
4.3.4 准东煤与油页岩共热解协同性分析 |
4.3.5 准东煤与油页岩共热解动力学分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 昌吉油页岩/页岩焦与准东煤共燃烧过程AAEMs的迁移规律 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 固定床燃烧实验 |
5.2.3 表征方法 |
5.2.4 固钠/钙率的计算 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 准东煤中AAEMs的赋存形态 |
5.3.2 温度和油页岩/页岩焦配比对固钠/钙率的影响 |
5.3.3 温度和油页岩/页岩焦配比对灰熔点的影响 |
5.3.4 准东煤和油页岩/页岩焦共燃烧过程AAEMs的迁移规律 |
5.3.5 准东煤与油页岩/页岩焦共燃烧过程灰形貌变化 |
5.3.6 准东煤与油页岩/页岩焦共燃烧过程灰粒度变化 |
5.4 本章小结 |
第六章 昌吉油页岩催化燃烧特性及其动力学 |
6.1 前言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 样品准备 |
6.2.2 TGA实验 |
6.2.3 燃烧特性参数 |
6.2.4 协同性分析 |
6.2.5 动力学分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 油页岩和准东煤单独燃烧过程 |
6.3.2 催化剂对油页岩燃烧特性的影响 |
6.3.3 升温速率对油页岩燃烧特性的影响 |
6.3.4 气氛对油页岩燃烧特性的影响 |
6.3.5 油页岩催化燃烧机理分析 |
6.3.6 准东煤与油页岩共燃烧协同性分析 |
6.3.7 油页岩催化燃烧动力学分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 建议与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的主要成果 |
致谢 |
(3)高碱低阶煤中钠钾对灰熔/黏特性影响及其水热脱除(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 高碱煤中碱金属赋存特性研究进展 |
1.1.1 煤中钠钾元素赋存形态 |
1.1.2 煤中钠钾元素丰度定量研究 |
1.2 高碱煤中钠钾的热迁移研究进展 |
1.3 高碱煤中钠钾对煤灰化学行为影响研究进展 |
1.3.1 煤灰沉积、结渣的危害 |
1.3.2 煤中钠钾元素对煤灰化学行为影响机制解析进展 |
1.4 高碱煤的灰熔/黏特性模拟预测研究进展 |
1.5 高碱煤中碱金属的脱除研究进展 |
1.6 文献综述结论 |
1.7 论文研究的目标、技术路线、内容及方案 |
1.7.1 研究目标 |
1.7.2 技术路线 |
1.7.3 主要内容与方案 |
1.8 本章小结 |
2 样品、装置与研究方法 |
2.1 煤样采制与编号 |
2.2 主要化学试剂 |
2.3 主要仪器设备 |
2.3.1 煤的元素分析仪 |
2.3.2 原子吸收分光光度计(AAS) |
2.3.3 傅里叶变换红外光谱分析仪(FT-IR) |
2.3.4 X-射线衍射分析仪(XRD) |
2.3.5 X-荧光光谱仪(XRF) |
2.3.6 场发射扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS) |
2.3.7 热重分析仪(TG) |
2.3.8 气相色谱仪(GC) |
2.3.9 煤灰熔融性测试仪 |
2.3.10 煤灰黏温特性测试仪 |
2.4 主要实验方法 |
2.4.1 煤的逐级化学萃取试验 |
2.4.2 实验室煤的快速升温热解试验 |
2.4.3 实验室煤的燃烧试验 |
2.4.4 煤的热重热解/燃烧试验及反应动力学分析 |
2.4.5 工业粉煤气流床气化与粉煤燃烧锅炉装置取样分析 |
2.4.6 高碱煤的水热处理(脱碱)试验 |
2.5 主要模拟及计算方法 |
2.5.1 利用BP神经网络建模 |
2.5.2 Fact Sage模拟研究 |
2.5.3 水煤浆气化过程模拟 |
2.6 本章小结 |
3 高碱低阶煤中钠钾赋存特性 |
3.1 试验方法 |
3.2 煤质特性 |
3.3 高碱低阶煤中钠钾赋存特征 |
3.3.1 高碱低阶煤中钠钾赋存的丰度 |
3.3.2 高碱低阶煤中钠钾赋存的形式 |
3.3.3 高碱低阶煤中主要矿物成分 |
3.3.4 钠钾在高碱低阶煤层的纵向分布特征 |
3.3.5 高碱低阶煤中钠钾与氯的伴生关系 |
3.4 本章小结 |
4 高碱低阶煤中钠钾在热转化过程中的演化 |
4.1 试验方法 |
4.2 实验室规模研究 |
4.2.1 碱金属在高碱低阶煤快速升温热解中的迁移 |
4.2.2 碱金属在高碱低阶煤燃烧中的迁移 |
4.3 工业装置规模研究 |
4.3.1 碱金属在工业粉煤锅炉燃烧中的迁移 |
4.3.2 碱金属在工业粉煤气流床气化中的迁移 |
4.4 碱金属的热迁移及矿物质演化模拟研究 |
4.5 本章小结 |
5 基于BP神经网络的高碱低阶煤灰熔/黏特性建模研究 |
5.1 样本量的建立 |
5.1.1 煤灰熔融性建模数据 |
5.1.2 煤灰黏温特性建模数据 |
5.2 高碱低阶煤灰熔融性建模研究 |
5.2.1 皮尔逊相关性分析 |
5.2.2 线性回归分析 |
5.2.3 BP神经网络建模 |
5.3 高碱低阶煤灰黏温特性建模研究 |
5.3.1 皮尔逊相关性分析 |
5.3.2 线性回归分析 |
5.3.3 BP神经网络建模 |
5.4 高碱低阶煤气化适应性指数的提出及解析 |
5.5 本章小结 |
6 高碱低阶煤中钠钾的水热法深度脱除 |
6.1 试验方法 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 水热处理温度对煤中碱金属的影响 |
6.2.2 水热处理时间对煤中碱金属的影响 |
6.2.3 水热处理后煤质变化 |
6.2.4 水热处理后煤的表面官能团变化 |
6.2.5 水热处理后煤灰成分变化 |
6.2.6 水热处理反应的副产物特性 |
6.2.7 高碱低阶煤水热脱碱机理的探究 |
6.3 本章小结 |
7 水热脱碱对高碱低阶煤加工转化性能的影响 |
7.1 试验方法 |
7.2 水热脱碱对高碱低阶煤灰熔/黏特性的影响 |
7.2.1 水热脱碱对高碱低阶煤灰熔融性的影响 |
7.2.2 水热脱碱对煤灰黏结性能的影响 |
7.3 水热脱碱对高碱低阶煤的成浆及模拟气化性能的影响 |
7.3.1 水热脱碱对高碱低阶煤成浆性能的影响 |
7.3.2 基于工业固定床气化废水对褐煤进行水热提浓制浆 |
7.3.3 基于水热废液制备聚羧酸型水煤浆添加剂 |
7.3.4 褐煤水煤浆气流床气化模拟 |
7.3.5 低阶煤水热处理提浓制浆连续性中试装置(0.2t/d)的建设与运行 |
7.4 水热脱碱对高碱低阶煤热解性能的影响 |
7.4.1 高碱低阶煤热解特征参数 |
7.4.2 高碱低阶煤热解反应动力学解析 |
7.5 水热脱碱对高碱低阶煤燃烧性能的影响 |
7.5.1 高碱低阶煤燃烧特征参数 |
7.5.2 高碱低阶煤燃烧反应动力学解析 |
7.6 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)高钠焦油-水煤浆共热解、燃烧、气化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 煤气化及水煤浆技术的发展历程 |
1.2 高钠焦油生产现状及处理技术 |
1.3 掺废水煤浆技术发展现状 |
1.4 掺废水煤浆性能的影响研究 |
1.4.1 掺废水煤浆热解性能的影响研究 |
1.4.2 掺废水煤浆燃烧性能的影响研究 |
1.4.3 掺废水煤浆气化性能的影响研究 |
1.5 高温熔渣对耐火砖蚀损影响研究现状 |
1.6 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 煤样及灰样 |
2.1.2 高钠焦油样 |
2.1.3 酸洗脱灰煤样 |
2.1.4 负载Na+煤样 |
2.1.5 煤焦样 |
2.1.6 热分析样品 |
2.1.7 耐火材料样品 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 共热解、共燃烧、共气化实验 |
2.2.2 高温熔渣蚀损实验 |
2.3 实验仪器 |
第三章 高钠焦油-水煤浆共热解性能的研究 |
3.1 不同添加量高钠焦油对水煤浆共热解性能的影响 |
3.1.1 共热解热分析曲线分析 |
3.1.2 共热解特征参数 |
3.2 高钠焦油对水煤浆共热解性能的影响机理研究 |
3.2.1 碱金属钠对煤样热解性能的影响 |
3.2.2 快速热解过程中不同热解终温残渣C、H、N含量分析 |
3.2.3 热解残渣的石墨化程度分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 高钠焦油-水煤浆共燃烧性能的研究 |
4.1 不同添加量高钠焦油对水煤浆共燃烧性能的影响 |
4.1.1 共燃烧热分析曲线分析 |
4.1.2 共燃烧特征参数 |
4.2 高钠焦油对水煤浆共燃烧性能影响机理 |
4.2.1 快速升温过程中不同燃烧终温的残渣形貌变化 |
4.2.2 碱金属Na对浆体燃烧催化效果的研究 |
4.2.3 不同燃烧终温残渣的晶体矿物组成分析 |
4.2.4 不同燃烧终温残渣的表观形貌分析 |
4.2.5 不同燃烧终温残渣的微区化学组成分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 高钠焦油-水煤浆共气化性能的研究 |
5.1 不同添加量高钠焦油对水煤浆共气化性能的影响 |
5.1.1 共气化热分析曲线分析 |
5.1.2 共气化特征参数 |
5.2 高钠焦油对水煤浆共气化性能的影响机理研究 |
5.2.1 负载Na~+催化剂对煤焦气化的影响 |
5.2.2 两种煤焦表观形貌及微区化学组成 |
5.3 含钠高温熔渣对不同种类耐火材料的蚀损影响 |
5.3.1 熔渣对刚玉材料的蚀损影响 |
5.3.2 熔渣对高铬材料的蚀损影响 |
5.3.3 含钠高温熔渣对高铬材料、刚玉材料蚀损影响机理研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(5)加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 煤炭资源分级转化技术的应用现状 |
1.2.2 煤加压热解研究现状 |
1.2.3 半焦加压燃烧研究现状 |
1.2.4 综合评述 |
1.3 课题研究思路和目标 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究目标 |
1.4 课题的研究内容 |
1.5 本章小结 |
参考文献 |
第二章 煤加压热解及其半焦燃烧的动力学特性研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料 |
2.2.1 实验用煤 |
2.2.2 热解半焦 |
2.2.3 煤与半焦的评价方法 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 实验内容 |
2.3.2 热解及燃烧过程的评价指标 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 实验原料的评估 |
2.4.2 煤与半焦的常压热重实验 |
2.4.3 煤与半焦的加压热重实验 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 加压煤低温热解及半焦燃烧的机理实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验内容与实验方法 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验装置及实验过程 |
3.2.3 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 产率及污染物排放特性 |
3.3.2 油气特性 |
3.3.3 半焦及灰渣特性 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 加压双流化床煤分级转化的中试试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验装置及方法 |
4.2.1 试验装置 |
4.2.2 试验物料 |
4.2.3 试验内容 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 加压煤热解试验 |
4.3.2 加压半焦燃烧试验 |
4.4 结论 |
参考文献 |
第五章 中试规模加压双流化床煤分级转化过程的数值模拟 |
5.1 前言 |
5.2 计算方法与模型 |
5.2.1 计算模型 |
5.2.2 计算方法 |
5.3 计算结果与模型验证 |
5.3.1 加压煤热解 |
5.3.2 加压半焦燃烧 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 加压双流化床煤分级转化的数值放大研究 |
6.1 引言 |
6.2 加压喷动流化床煤热解反应器的数值放大研究 |
6.2.1 工业尺度喷动流化床反应器的工艺要求 |
6.2.2 计算方法与反应器初步设计 |
6.2.3 典型工况的模拟结果 |
6.2.4 结构参数的影响规律 |
6.2.5 操作参数的特性研究 |
6.3 加压流化床半焦燃烧反应器的数值放大研究 |
6.3.1 工业尺度燃烧反应器的工艺要求 |
6.3.2 结构参数的确定 |
6.3.3 操作参数的影响规律 |
6.4 工业装置的整体评价 |
6.5 本章小结 |
参考文献 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要研究内容和结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 进一步研究展望 |
作者简介 |
攻读博士学位期间论文发表情况 |
项目资助/基金 |
致谢 |
(6)宁夏地区电站锅炉混煤燃烧特性研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外混煤燃烧技术发展 |
1.2.2 国内混煤燃烧技术发展 |
1.3 混煤燃烧技术研究现状与成果 |
1.3.1 混煤热解特性研究 |
1.3.2 混煤燃烧特性研究 |
1.3.3 混煤结焦特性研究 |
1.3.4 混煤燃烧NO_x等污染物排放特性研究 |
1.3.5 混煤配比优化分析 |
1.3.6 混煤燃烧研究的其他方面 |
1.4 本文研究工作 |
第二章 实验研究系统及主要实验设备 |
2.1 实验系统简介 |
2.1.1 热重实验系统 |
2.1.2 沉降炉实验系统 |
2.2 主要实验设备及完成的研究内容 |
2.2.1 傅立叶红外烟气分析 |
2.2.2 电子天平 |
2.2.3 微量给粉系统 |
2.2.4 马弗炉 |
2.2.5 煤质特性分析 |
2.3 本章小结 |
第三章 混煤煤质特性参数研究 |
3.1 混煤元素分析 |
3.2 混煤工业分析 |
3.3 混煤发热量分析 |
3.4 混煤的结焦特性研究 |
3.4.1 混煤灰成分分析 |
3.4.2 混煤灰熔融特性研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 混煤燃烧沉降炉实验研究 |
4.1 灵新煤掺烧乾程煤方案 |
4.1.1 混煤的燃烬率 |
4.1.2 混煤的NO_x排放 |
4.2 灵新煤掺烧华鑫煤方案 |
4.2.1 混煤的燃烬率 |
4.2.2 混煤的NO_x排放 |
4.2.3 混煤的SO_2 排放 |
4.3 梅花井煤掺烧华鑫煤方案 |
4.3.1 混煤的燃烬率 |
4.3.2 混煤的NO_x排放 |
4.3.3 混煤的SO_2 排放 |
4.4 梅花井煤掺烧乾程煤方案 |
4.4.1 混煤的燃烬率 |
4.4.2 混煤的NO_x排放 |
4.4.3 混煤的SO_2 排放 |
4.5 本章小结 |
第五章 宁夏地区混煤优化配比研究及应用 |
5.1 约束条件的确定 |
5.2 优化目标的选取 |
5.3 多目标模糊决策法算法介绍 |
5.4 宁夏地区混煤配比优化分析 |
5.5 混煤燃烧技术在电厂的应用 |
5.5.1 研究的背景及内容 |
5.5.2 锅炉主要设计参数 |
5.5.3 煤质特性参数 |
5.5.4 存在的问题 |
5.5.5 掺配方案 |
5.5.6 混煤燃烧的结果与分析 |
5.5.7 效益分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录1 混煤煤质特性实验数据 |
1.1 灰成分测量结果 |
1.2 灰熔融特性测量结果 |
作者简介 |
(7)W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥的试验与数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
2 无烟煤掺烧煤泥的热重及灰熔融特性研究 |
2.1 实验方法 |
2.2 热重实验结果与分析 |
2.3 无烟煤掺烧煤泥的灰熔融特性分析 |
2.4 本章小结 |
3 W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥的数值模拟 |
3.1 W火焰锅炉简介 |
3.2 数值模拟计算模型及方法 |
3.3 370 MW负荷下的数值模拟结果分析 |
3.4 600 MW负荷下的数值模拟结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥的试验研究与经济性分析 |
4.1 试验方法 |
4.2 试验结果分析 |
4.3 经济性分析 |
4.4 本章小结 |
5 全文总结与建议 |
5.1 全文总结 |
5.2 进一步工作建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利 |
(8)富氧气氛下半焦与烟煤共燃的热重实验与切圆锅炉模拟研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 低阶煤的梯级分质利用 |
1.2.2 富氧燃烧技术 |
1.2.3 混煤燃烧 |
1.3 研究内容和研究目标 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究目标 |
2 富氧条件下半焦与烟煤共燃的热重分析 |
2.1 引言 |
2.2 热重实验简介 |
2.2.1 样本的准备 |
2.2.2 实验方案与系统简介 |
2.2.3 燃烧特性 |
2.2.4 动力学模型 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 半焦的热解与气化特性 |
2.3.2 燃烧参数 |
2.3.3 升温速率的影响 |
2.3.4 混合比的影响 |
2.3.5 氧气浓度的影响 |
2.3.6 协同性分析 |
2.3.7 动力学参数 |
2.4 本章小结 |
3 四角切圆锅炉内共燃的数值模拟方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 计算模型 |
3.2.1 守恒方程 |
3.2.2 湍流模型 |
3.2.3 颗粒运动模型 |
3.2.4 辐射模型 |
3.2.5 氮氧化物生成模型 |
3.3 燃烧模型的验证 |
3.4 本章小结 |
4. 半焦与烟煤在四角切圆锅炉内共燃的数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 锅炉模拟的特征与方法 |
4.2.1 锅炉几何模型与网格 |
4.2.2 边界条件 |
4.3 四角切圆炉内燃烧参数的模拟 |
4.3.1 炉内速度场分析 |
4.3.2 氧浓度的影响 |
4.3.3 混合比的影响 |
4.3.4 颗粒燃尽率分析 |
4.3.5 NO_x排放分析 |
4.4 本章小结 |
5 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 不足之处及展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)混煤热解和燃烧条件下的氮析出效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外的研究动态 |
1.2.1 煤热解的国内外研究动态 |
1.2.2 煤燃烧的国内外研究动态 |
1.3 本文的主要研究内容及思路 |
第2章 煤粉燃烧过程中NO_x的生成与还原 |
2.1 煤中氮的主要存在形式 |
2.2 煤中氮的变化历程 |
2.3 煤粉热解时HCN和NH_3的形成 |
2.4 煤粉燃烧过程中NO_x的生成机理 |
2.5 煤粉燃烧过程中NO_x的还原 |
2.6 煤粉燃烧过程中NO_x的控制 |
2.7 本章小结 |
第3章 实验装置系统及实验方法 |
3.1 实验装置及其系统 |
3.1.1 热解实验装置及其系统 |
3.1.2 燃烧实验装置及其系统 |
3.1.3 主要实验仪器介绍 |
3.2 试验样品及试验参数 |
3.2.1 试验样品 |
3.2.2 试验参数 |
3.3 实验方法 |
3.4 实验数据的分析方法 |
3.5 本章小结 |
第4章 混煤热解过程中氮的析出特性 |
4.1 不同混合比例对混煤热解过程中氮析出的影响 |
4.2 不同煤粉粒径对混煤热解过程中氮析出的影响 |
4.3 不同热解温度对混煤热解过程中氮析出的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 混煤燃烧过程中氮氧化物的生成规律 |
5.1 不同混合比例对混煤燃烧过程中NO生成的影响 |
5.2 不同燃烧温度对混煤燃烧过程中NO生成的影响 |
5.3 过量空气系数对混煤燃烧过程中NO生成的影响 |
5.4 混煤热解过程中氮的析出特性对燃烧生成NO的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读硕士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
(10)料浆法制备陶瓷涂层及其抗高温氯腐蚀性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 生物质锅炉受热面氯腐蚀机理 |
1.2.1 气相氯腐蚀 |
1.2.2 固相氯腐蚀 |
1.2.3 液相氯腐蚀 |
1.3 防高温氯腐蚀技术研究现状 |
1.4 锅炉受热面涂层技术研究现状 |
1.4.1 热喷涂技术 |
1.4.2 料浆法涂层技术研究现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
2 试验系统与方法 |
2.1 试验设备 |
2.2 生物质特性分析方法 |
2.2.1 工业分析 |
2.2.2 元素分析 |
2.2.3 灰成分分析 |
2.2.4 TG-FTIR分析 |
2.3 试样制备 |
2.3.1 涂层试样制备 |
2.3.2 对比试样制备 |
2.4 涂层热震性能试验方法 |
2.5 腐蚀试验方法 |
2.5.1 试验系统 |
2.5.2 试验方法 |
3 生物质特性和现场氯腐蚀情况分析 |
3.1 生物质成分分析 |
3.2 生物质燃烧特性分析 |
3.2.1 热重试验结果分析 |
3.2.2 生物质燃烧特性指数分析 |
3.2.3 傅里叶红外光谱试验结果分析 |
3.3 现场氯腐蚀情况分析 |
3.4 本章小结 |
4 气相氯腐蚀试验结果及分析 |
4.1 涂层微观形貌分析 |
4.2 涂层热震性能分析 |
4.3 试验结果分析 |
4.4 形貌分析 |
4.5 本章小结 |
5 固相氯腐蚀试验结果及分析 |
5.1 试验结果分析 |
5.1.1 以15CrMoG为基材的试验结果分析 |
5.1.2 以TP347 为基材的试验结果分析 |
5.2 氯盐腐蚀热分析动力学分析 |
5.2.1 定温热分析曲线分析 |
5.2.2 机理函数的选择与误差分析 |
5.2.3 确定热力学三因子 |
5.3 形貌分析 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
四、混煤热解燃烧特性的试验研究(论文参考文献)
- [1]基于低阶煤热解半焦工业利用的燃烧特性研究[D]. 彭暄格. 浙江大学, 2020(07)
- [2]准东煤与昌吉油页岩混合燃料热解/燃烧特性及其动力学研究[D]. 鲁阳. 太原理工大学, 2020
- [3]高碱低阶煤中钠钾对灰熔/黏特性影响及其水热脱除[D]. 杨明顺. 中国矿业大学(北京), 2020(01)
- [4]高钠焦油-水煤浆共热解、燃烧、气化性能研究[D]. 毛立睿. 安徽理工大学, 2019(01)
- [5]加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟[D]. 周冠文. 东南大学, 2019(05)
- [6]宁夏地区电站锅炉混煤燃烧特性研究与应用[D]. 马国伟. 东南大学, 2019(05)
- [7]W火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥的试验与数值模拟[D]. 周安鹂. 华中科技大学, 2019(03)
- [8]富氧气氛下半焦与烟煤共燃的热重实验与切圆锅炉模拟研究[D]. 姚汇蜂. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]混煤热解和燃烧条件下的氮析出效应研究[D]. 何雪程. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [10]料浆法制备陶瓷涂层及其抗高温氯腐蚀性能研究[D]. 马晓波. 中国计量大学, 2019(02)