發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 23:59

【摘要】：準(zhǔn)東煤燃燒會(huì)釋放大量的堿金屬鈉(Na)。釋放的堿金屬會(huì)引起結(jié)渣、腐蝕等問(wèn)題,降低換熱器的使用效率和減少鍋爐的使用壽命。對(duì)準(zhǔn)東煤燃燒過(guò)程中的堿金屬釋放進(jìn)行在線檢測(cè),對(duì)準(zhǔn)東煤的清潔利用,提高鍋爐換熱效率,保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。本文利用對(duì)準(zhǔn)東煤的燃燒進(jìn)行了在線檢測(cè)分析。首先,設(shè)計(jì)并搭建了一個(gè)基于火焰發(fā)射光譜法的堿金屬標(biāo)定及煤顆粒燃燒實(shí)驗(yàn)檢測(cè)臺(tái)。對(duì)采集的光譜進(jìn)行分析可以同時(shí)得到堿金屬Na的特征譜線輻射強(qiáng)度、溫度以及波段輻射能的變化規(guī)律。在589.04nm和589.64nm處,光譜出現(xiàn)兩個(gè)明顯的峰值,為堿金屬Na的特征譜線;溫度采用多波長(zhǎng)法計(jì)算,計(jì)算的波長(zhǎng)范圍為700-850nm。波段輻射強(qiáng)度則為計(jì)算溫度的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的單色輻射能對(duì)波長(zhǎng)的積分。其次,利用已知濃度的含Na標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),得到堿金屬Na的譜線輻射強(qiáng)度與氣相堿金屬濃度之間的關(guān)系。在氣相濃度為3ppm時(shí),出現(xiàn)自吸收效應(yīng),通過(guò)對(duì)自吸收的修正,修正后數(shù)據(jù)擬合優(yōu)度為0.98,檢測(cè)極限為0.043ppm。最后,對(duì)兩種高鈉準(zhǔn)東煤和一種低鈉煤的燃燒開展了發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)檢測(cè),研究了不同煤種中堿金屬Na的釋放。結(jié)果表明:根據(jù)堿金屬氣相濃度和波段輻射能的變化規(guī)律,可以判斷出準(zhǔn)東煤中堿金屬Na的釋放存在著三個(gè)階段:揮發(fā)分階段、焦炭階段和灰分階段;利用FES可以定量分析出燃燒環(huán)境中Na的氣相濃度,且準(zhǔn)東煤中釋放堿金屬的量遠(yuǎn)高于低鈉煤;準(zhǔn)東煤中的五彩灣煤的釋放濃度要高于天池能源煤的,五彩灣煤在焦炭階段的持續(xù)時(shí)間要大于天池能源煤的,五彩灣煤和天池能源煤在焦炭階段的釋放比例均超45%;改變空氣流量可以改變準(zhǔn)東煤燃燒的環(huán)境,可以影響燃燒環(huán)境的溫度、空氣組分,從而影響堿金屬Na的釋放。增加空氣流量后,燃燒溫度降低,灰分階段釋放比例增加,但堿金屬總的釋放量變小,灰中殘余的Na增多。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ534;O657.3;TK227.1
【圖文】：

利用簡(jiǎn)單的設(shè)備就可以對(duì)堿金屬進(jìn)行在線應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)堿金屬的定量檢測(cè)，線輻射強(qiáng)度與不同濃度的堿金屬之間的關(guān)行檢測(cè)。因此，本文搭建了一套基于火焰金屬標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)東煤燃燒實(shí)驗(yàn)均在此實(shí)包括光譜檢測(cè)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、氣體。光譜檢測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)堿金屬的譜線和準(zhǔn)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)燃燒過(guò)程中火焰形狀及煤控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)燃?xì)�、伴流氣及霧化氣的的標(biāo)準(zhǔn)液霧化成小霧滴，并帶入燃燒器中發(fā)提供一個(gè)穩(wěn)定的熱環(huán)境。光譜采集系統(tǒng)裝置，下文就這幾部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖 2-2 光譜儀實(shí)物圖堿金屬霧化系統(tǒng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)將堿金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液霧化，形成氣溶膠，然后由載氣將氣溶激發(fā)。堿金屬霧化系統(tǒng)是標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的進(jìn)樣系統(tǒng)，是標(biāo)定實(shí)驗(yàn)必不可少化系統(tǒng)通常由霧化器、霧室和氣路組成。霧化器的種類有許多，主要霧化器、交叉霧化器、高鹽霧化器、雙鉑柵網(wǎng)霧化器和超聲波霧化器同心霧化器是應(yīng)用最普遍的霧化器，其結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。其工作原理效應(yīng)，當(dāng)載氣通入氣管時(shí)，會(huì)在進(jìn)樣毛細(xì)管的尾部形成負(fù)壓，在外部下，將樣品引入霧室中進(jìn)行霧化。載氣具有兩個(gè)作用：一是形成負(fù)壓二是作為動(dòng)力，使樣品溶液霧化和運(yùn)輸霧室中的氣溶膠至火焰中。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726457