民用型煤的制備及燃燒特性研究
本文關(guān)鍵詞:民用型煤的制備及燃燒特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:型煤技術(shù)是一種重要的潔凈煤技術(shù),大力推廣、生產(chǎn)和使用民用潔凈型煤具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。而型煤技術(shù)的核心就在于型煤粘結(jié)劑和型煤的燃燒特性。通過試驗發(fā)現(xiàn),腐植酸對于唐山型煤粘結(jié)效果極好,5%的添加量即可滿足型煤的強度要求,抗壓強度、落下強度、熱強度都很高,不過腐植酸作為粘結(jié)劑添加量較高,且用于中遠(yuǎn)型煤的效果一般;膨潤土不適合作為型煤粘結(jié)劑的主料,用作粘結(jié)劑冷態(tài)強度較差,即使添加3%,冷態(tài)強度依然難以滿足要求,但高溫強度較好;木質(zhì)素磺酸鈣對中遠(yuǎn)型煤冷態(tài)下的粘結(jié)存在較好的作用,對唐山型煤的粘結(jié)效果較差,高溫強度較差;對于中遠(yuǎn)型煤,淀粉是一種極佳的粘結(jié)劑,加入0.5%即可在冷態(tài)下取得較好的粘結(jié)效果;對于唐山煤,則淀粉的粘結(jié)效果較差,加入1.5%冷態(tài)強度依然較低,難以滿足一般民用炊事型煤要求;淀粉作為粘結(jié)劑,高溫強度較差。淀粉通過改性可以具有較好的浸水強度與浸水復(fù)干強度。中遠(yuǎn)型煤粘結(jié)劑的較優(yōu)配方為0.3%的淀粉和0.2%的木質(zhì)素磺酸鈣,以在低成本下得到較好的冷態(tài)強度,同時添加2.5%的膨潤土以增加型煤高溫強度;唐山型煤中加入5%腐植酸即可滿足一般民用炊事型煤強度性能要求。煤球燃燒特性試驗發(fā)現(xiàn),少量粘結(jié)劑的添加對型煤的燃燒特性沒有明顯的影響,影響型煤燃燒特性最主要的因素是原料煤的性質(zhì);相對于朝鮮無煙煤,高揮發(fā)分的神華煙煤有利于改善型煤的著火特性,著火速度較快,燃燒時間較短,前期的燃燒強度較高,后期的燃燒強度較低;40%神華煙煤的加入會帶來少量白煙,高錳酸鉀具有一定消煙作用。煤球的燃燒過程可以用縮核燃燒模型來進(jìn)行解釋,煤球進(jìn)入煤球爐中,迅速升溫,達(dá)到爐溫,此時煤球燃燒受表面反應(yīng)控制,燃燒速度極快,此控制區(qū)時間較短;而后煤球內(nèi)擴散影響越來越大,煤球燃燒逐漸轉(zhuǎn)向內(nèi)擴散控制,煤球燒失40~50%的有機質(zhì),表面產(chǎn)生一定厚度灰層;之后煤球在內(nèi)擴散控制區(qū)燃燒直至燃盡。煤球燃燒的大部分時間是在內(nèi)擴散控制區(qū),但同時近一半的有機質(zhì)的燃燒是在煤球燃燒進(jìn)入內(nèi)擴散控制區(qū)之前完成。型煤燃燒隨著溫度的升高,內(nèi)擴散控制區(qū)增大,煤球燃燒速度變快;壓力對煤球在低溫下燃燒影響較大,在高溫下燃燒影響較小;原料煤是影響型煤燃燒特性最重要的性質(zhì),煤灰也可以通過影響內(nèi)擴散從而影響燃燒特性。煤球燃燒前期處于表面反應(yīng)控制,可以通過改變煤球的形狀、直徑、原料煤、供氧等降低煤球前期的燃燒速率;而后煤球逐漸轉(zhuǎn)向內(nèi)擴散控制,可以通過形狀、直徑、煤中礦物質(zhì)、供氧等改變內(nèi)擴散的速率,從而控制型煤的燃燒速率,從而使型煤擁有較長的燃燒時間和較好的燃燒強度。
【關(guān)鍵詞】:型煤 粘結(jié)劑 強度 燃燒特性 縮核模型
【學(xué)位授予單位】:中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TQ534.2
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-7
- Abstract7-17
- 變量注釋表17-18
- 1 緒論18-31
- 1.1 我國煤炭現(xiàn)狀18
- 1.2 我國燃煤現(xiàn)狀18-19
- 1.3 民用潔凈型煤的研究意義19-20
- 1.4 文獻(xiàn)綜述20-30
- 1.5 課題研究的創(chuàng)新點30-31
- 2 材料和試驗方法31-36
- 2.1 煤樣的采集與預(yù)處理31
- 2.2 主要試驗設(shè)備及試劑31-32
- 2.3 型煤試驗流程32-33
- 2.4 型煤強度試驗方法33-34
- 2.5 型煤燃燒特性試驗方法34-36
- 3 粘結(jié)劑對民用潔凈型煤強度影響規(guī)律研究36-44
- 3.1 腐植酸對型煤強度影響規(guī)律36-37
- 3.2 膨潤土對型煤強度影響規(guī)律37-39
- 3.3 木質(zhì)素磺酸鈣對型煤強度影響規(guī)律39-40
- 3.4 淀粉對型煤強度影響規(guī)律40-41
- 3.5 型煤的浸水強度與浸水復(fù)干強度41-43
- 3.6 型煤粘結(jié)劑的復(fù)配43-44
- 4 民用潔凈型煤燃燒特性規(guī)律研究44-53
- 4.1 煤粉的燃燒特性研究44-48
- 4.2 民用潔凈型煤的燃燒特性研究48-53
- 5 民用潔凈型煤燃燒模型的建立53-71
- 5.1 煤球燃燒過程53
- 5.2 煤球燃燒模型53-54
- 5.3 煤球燃燒模擬試驗及理論54-57
- 5.4 型煤燃燒過程理論分析57-71
- 6 結(jié)論及展望71-73
- 6.1 主要結(jié)論71-72
- 6.2 研究展望72-73
- 參考文獻(xiàn)73-77
- 作者簡歷77-79
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:355589
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