【摘要】：安徽淮北礦業(yè)集團年產(chǎn)原煤3000余萬噸,在煤炭的開采、選洗、加工利用等過程中,會產(chǎn)生大量的高灰分煤(灰分30%)、煤矸石等劣質煤。這些劣質煤因其低揮發(fā)分、高灰分、難燃燒等特點,作為燃料單獨燃燒時往往燃燒難度大,燃燒不完全,形成較為嚴重的資源浪費及環(huán)境污染問題。因此,如何綜合高效利用這些劣質煤,無論是從國家能源戰(zhàn)略角度,還是從企業(yè)的社會效益及經(jīng)濟效益角度都具有十分重要的意義。高灰分煤的活化燃燒,是提高其燃燒效率的重要途徑之一,但由于各地煤性質的差異,其催化燃燒效果也大不相同。為提高淮北礦區(qū)高灰分煤的燃燒效率,實驗選取淮北臨渙選煤廠的高灰分無煙煤作為研究對象,利用熱重分析法,研究MnO_2、Fe_2O_3和K_2CO_3對高灰分無煙煤燃燒特性的影響,分析不同含量催化劑下無煙煤的燃燒特性參數(shù)。結果發(fā)現(xiàn)MnO_2、Fe_2O_3和K_2CO_3均可提高高灰分無煙煤著火指數(shù)、燃盡指數(shù)、降低無煙煤的著火溫度;氧彈燃燒實驗表明,燃煤催化劑均可增大無煙煤的放熱量,從而提高煤粉的利用效率。為解釋燃煤催化劑的作用機理,采用X射線衍射儀(XRD)對不同催化燃燒時刻下的燃燒殘余物進行衍射分析,發(fā)現(xiàn)Fe_2O_3和K_2CO_3催化燃燒反應過程中催化劑及其衍生物之間會相互轉化,能夠促進催化燃燒過程中氧的轉移,MnO_2催化煤粉燃燒主要是因為受熱放出氧。對催化燃燒反應過程中未燃煤粉進行傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)實驗,結果表明,燃煤催化劑能夠催化煤粉中的芳香族化合物等大分子的裂解,增大了小分子有機質的釋放量。Fe_2O_3催化燃燒的氮吸附實驗表明,Fe_2O_3的加入能夠提高固定碳燃燒過程中的比表面積;對催化燃燒灰渣進行掃描電子顯微(SEM),發(fā)現(xiàn)燃煤催化劑能夠加重無煙煤的燃燒程度。催化燃燒反應中最為直接的效果是降低煤粉的著火溫度,實驗以臨渙選煤廠的煙煤為研究對象,分析催化劑(K_2CO_3)含量,反應氣氛中氧氣的濃度,程序升溫速率等實驗條件對煙煤著火溫度的影響,結果表明催化劑含量對著火溫度影響很大,催化劑含量過多或者是過少都對催化效果產(chǎn)生不良影響;實驗條件對催化燃燒影響較大:升溫速率越快,著火溫度越低;反應氣氛中氧氣濃度越大,煙煤著火溫度越低。最后,結合臨渙矸石電廠的實際應用情況,利用熱重分析法研究臨渙選煤廠不同質量配比下煤矸石與洗中煤的混合燃燒特性,分析混合燃燒特性參數(shù);利用Coats—Redfern積分法對燃燒過程進行動力學方程進行擬合,計算燃燒反應活化能及頻率因子等動力學參數(shù),結果表明混合比對燃燒特性參數(shù)影響很大,對于燃燒過程放熱特性影響不大�；旌媳葘θ紵磻罨苡绊懞艽�,但并不隨著混合樣中某種組分的增大而增大或減小而減小,主要是受礦物質的影響。以期為臨渙矸石電廠330MW超臨界流化床鍋爐的高效應用提供一定的參考價值。
【圖文】：

安徽建筑大學碩士學位論文 第二章 熱重分析實驗催化劑，其著火與燃盡指數(shù)越高，其催化燃燒效果越好。實驗通過煤樣的熱重分析數(shù)據(jù)計算出著火和燃盡指數(shù)[44-45]。max0( )=imdwdtDt t，，max12( )fm fdwdtDt t t 式中，max( )dwdt為最大燃燒速度，mt 為最大燃燒速度所對應的時間，0t 為著火所需要的時間，12 t為max1( ) 2dw dtdw dt 時所對應的時間區(qū)域，ft 為燃盡所需要的時間。2.5 著火溫度和燃盡溫度的確定

安徽建筑大學碩士學位論文 第二章 熱重分析實驗100 200 300 400 500 600 700 800 900 100030405060708090100-8-6-4-200510152025303540TG/％Temperature/0CDTGDSCTGDTG/％*mi-n1DSC/mW*mg-1圖 2.7 anthracite+5%K2CO3燃燒 TG—DTG—DSC 圖
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ534

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本文編號：2658023