【摘要】：當(dāng)今世界能源與環(huán)境問(wèn)題日益突出,生物質(zhì)能源作為一種清潔可再生能源受到了越來(lái)越多的關(guān)注。生物質(zhì)與煤混燒是現(xiàn)在生物質(zhì)利用的主要方向之一,但生物質(zhì)與煤混燒灰的灰熔點(diǎn)往往低于煤的灰熔點(diǎn),給混燒過(guò)程帶來(lái)諸多不利影響,需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究。本文首先將煙桿與煤在不同摻混比例(0%、10%、20%、50%、85%、100%)和不同灰化溫度(600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃)下進(jìn)行混燒,研究其成灰特性結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著煙桿摻燒比例的增加,混燒灰中KCl和NaCl礦物質(zhì)晶相含量增加明顯,混燒灰熔融特征溫度呈現(xiàn)非線(xiàn)性下降趨勢(shì),結(jié)渣傾向趨于嚴(yán)重。隨著灰化溫度的升高,堿金屬K、Na趨向于以長(zhǎng)石類(lèi)形態(tài)存在,混燒灰熔融特征溫度呈現(xiàn)先下降后趨于平緩的趨勢(shì)。為了改善煙桿與煤混燒成灰特性,本文接著利用浸洗臺(tái)架將不同水溫(25℃、60℃)下去離子水和稀硝酸浸洗后的煙桿與煤進(jìn)行混燒,分析其在不同灰化溫度下的成灰特性。結(jié)果表明:水洗和酸洗煙桿過(guò)程對(duì)堿金屬的脫除具有很好的效果,堿金屬礦物質(zhì)受浸洗影響最大,酸洗對(duì)含Na礦物質(zhì)的脫除要好于水洗,水洗對(duì)S元素的脫除效果較好,而酸洗對(duì)S元素的脫除起到阻礙的作用。浸洗溫度對(duì)脫除效果影響不大。實(shí)驗(yàn)條件下改善效果最好的是25℃水洗條件下的混燒灰熔融特性。同時(shí),本文在煙桿與煤摻燒相同的條件下,將污泥與煤進(jìn)行混燒,研究其成灰特性發(fā)現(xiàn):隨著添加污泥比例的增加,CaSO4逐漸分解并與磷酸根反應(yīng)生成Ca3(PO4)2,高含量的磷酸根降低了石膏的分解溫度,同時(shí)有Ca10Na(PO4)7的出現(xiàn),較高的含磷量對(duì)堿金屬的固定有一定作用,灰熔融特征溫度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),污泥和煤的摻混生成了低溫共融物。隨著灰化溫度的升高,污泥與煤混燒成灰中K、Na等變化量都較小,磷灰石和磷鈣石在800℃與混燒燃料中的K、Na發(fā)生反應(yīng),生成Ca10Na(PO4)7和Ca10K(PO4)7,發(fā)生了固堿金屬反應(yīng)。隨著灰化溫度的升高,灰熔融特征溫度的變化趨勢(shì)較為平緩,呈現(xiàn)出先略微上升后略微下降的趨勢(shì)。最后,基于污泥富磷含量的特點(diǎn),本文將污泥作為添加劑與煙桿和煤進(jìn)行了不同溫度下的混燒,研究含磷生物質(zhì)對(duì)煙桿與煤混燒成灰特性的改善效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),堿金屬在磷酸鹽存在時(shí)與硅鋁酸鹽反應(yīng)變緩,這也有利于緩解混燒灰的結(jié)渣特性,混燒灰熔融特性得到明顯改善。通過(guò)污泥添加到煙桿與煤混合燃料中控制結(jié)渣是可行的。在本實(shí)驗(yàn)條件下,基于混燒灰軟化溫度和煤灰成分結(jié)渣判別指標(biāo)相關(guān)性分析可知,綜合指數(shù)對(duì)生物質(zhì)與煤混燒成灰熔融特性變化規(guī)律的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ534;TK6

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本文編號(hào)：2658201