【摘要】：當今世界能源與環(huán)境問題日益突出,生物質能源作為一種清潔可再生能源受到了越來越多的關注。生物質與煤混燒是現(xiàn)在生物質利用的主要方向之一,但生物質與煤混燒灰的灰熔點往往低于煤的灰熔點,給混燒過程帶來諸多不利影響,需要對其進行進一步研究。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℃)下進行混燒,研究其成灰特性結果發(fā)現(xiàn):隨著煙桿摻燒比例的增加,混燒灰中KCl和NaCl礦物質晶相含量增加明顯,混燒灰熔融特征溫度呈現(xiàn)非線性下降趨勢,結渣傾向趨于嚴重。隨著灰化溫度的升高,堿金屬K、Na趨向于以長石類形態(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。為了改善煙桿與煤混燒成灰特性,本文接著利用浸洗臺架將不同水溫(25℃、60℃)下去離子水和稀硝酸浸洗后的煙桿與煤進行混燒,分析其在不同灰化溫度下的成灰特性。結果表明:水洗和酸洗煙桿過程對堿金屬的脫除具有很好的效果,堿金屬礦物質受浸洗影響最大,酸洗對含Na礦物質的脫除要好于水洗,水洗對S元素的脫除效果較好,而酸洗對S元素的脫除起到阻礙的作用。浸洗溫度對脫除效果影響不大。實驗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,本文在煙桿與煤摻燒相同的條件下,將污泥與煤進行混燒,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生成Ca3(PO4)2,高含量的磷酸根降低了石膏的分解溫度,同時有Ca10Na(PO4)7的出現(xiàn),較高的含磷量對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,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,生成Ca10Na(PO4)7和Ca10K(PO4)7,發(fā)生了固堿金屬反應。隨著灰化溫度的升高,灰熔融特征溫度的變化趨勢較為平緩,呈現(xiàn)出先略微上升后略微下降的趨勢。最后,基于污泥富磷含量的特點,本文將污泥作為添加劑與煙桿和煤進行了不同溫度下的混燒,研究含磷生物質對煙桿與煤混燒成灰特性的改善效果。結果發(fā)現(xiàn),堿金屬在磷酸鹽存在時與硅鋁酸鹽反應變緩,這也有利于緩解混燒灰的結渣特性,混燒灰熔融特性得到明顯改善。通過污泥添加到煙桿與煤混合燃料中控制結渣是可行的。在本實驗條件下,基于混燒灰軟化溫度和煤灰成分結渣判別指標相關性分析可知,綜合指數(shù)對生物質與煤混燒成灰熔融特性變化規(guī)律的預測較為準確。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ534;TK6

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本文編號：2658201