【摘要】：中國是世界上少數(shù)以煤炭為主要能源的國家,近年來我國國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展較快,化工、冶金、電力等行業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致了對煤炭需求的逐年遞增。煤炭是不可再生的礦產(chǎn)資源,但煤炭在利用中存在許多問題,例如,在煤倉堆放過程中,會受到空氣的緩慢氧化作用,發(fā)生放熱反應(yīng),熱量累積到一定程度發(fā)生自燃,造成煤炭資源巨大的浪費和能量損失的同時,其低溫氧化過程析出的氣相污染物(包括CO, CO2, SOX, NOx等)對環(huán)境造成不可小覷的影響。無論何時,只要含碳材料和空氣中的氧氣接觸就會發(fā)生低溫氧化。這個過程跨越廣泛的溫度范圍,從室溫到300℃時,直到熱量集聚導(dǎo)致煤的自燃。綜合國內(nèi)外學者對于煤炭低溫氧化動力學模型以及氣相析出機理的研究分析得知,對于燃煤電站儲煤的低溫氧化研究基本上集中于各單獨種類煤樣的研究。目前較少人員對混合煤樣的低溫氧化機理及其污染物排放特性進行協(xié)同交互作用的研究。本課題采用瑞士梅特勒同步熱分析儀對三種典型的華南地區(qū)燃煤煤種(神華煤、澳洲煤、印尼煤)的低溫氧化過程進行了熱力學分析；通過分析熱重曲線(TG、DTG曲線),研究單個煤種、不同煤種等比例混合以及煤種不同比例(1：9、3：7、7：3、9：1)摻混的熱力學特性；根據(jù)實驗結(jié)果,分析了混合煤種低溫氧化過程中的交互影響規(guī)律,探討了混合比例對低溫氧化過程的作用效果,選用合適的模型進行了熱動力學分析。并進一步應(yīng)用熱重-紅外聯(lián)用(TG-FTIR)技術(shù)對混合煤種低溫氧化過程氣相(CO, HCl, SOX,NOx)析出特性進行了研究。通過以上實驗以及計算分析,本文主要得出以下結(jié)論：在低溫氧化過程中,不同煤種之間存在協(xié)同交互作用,與高揮發(fā)性煙煤摻混可在一定程度上降低共混物的綜合氧化特性；高揮發(fā)性煙煤的摻混對低溫氧化的抑制效果隨著摻混比例的增加不呈正比趨勢,印尼煤與神華煤等比例混合能實現(xiàn)對低溫氧化的最佳抑制作用；煤低溫氧化第一階段的吸氧脫附階段的反應(yīng)模型為G(α)=[(1-α)-2-1]/2,表觀活化能介于62-83kJ/mol,而第二階段的吸氧增重階段的反應(yīng)機理模型為G(a)=[1-(1-αα)1/3]2,表觀活化能(195-226kJ/mol)。混合煤樣低溫氧化過程的氣相析出特性：H2SO4、CO2的生成速率隨著混煤含水率的增大而增大,印尼煤與神華煤混合比例6：4、4：6分別有利于抑制CO2和SO2排放；揮發(fā)份越高,炭的活性越大越有利于NO,減排；氣相HCl主要來自含氯有機物,混煤堆放對HCN和HCl的排放具有抑制作用。
【圖文】：

第一章 緒論方法[19]：ermogravimetry)法重法，，指在程序控溫下，采用熱天平獲取物料質(zhì)量線）的分析方法。其實驗用量少（一般采用 5~20m一溫度下的失重特性）以及等速升溫（在某一升溫速析技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛。

圖 1-1 典型物料 TG 曲線（Differential Thermogravimetry）法獲取的 DTG 曲線是 TG 的一次微分曲線，是一種由 始終溫度很接近不易區(qū)分其特性的 TG 曲線，進行一構(gòu)成了 DTG 曲線），就得到可以明顯觀察到失重溫度
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ536;X50

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 陳吟穎;王淑娟;陳昌和;徐旭常;;煤炭高效潔凈化利用的研究[J];中國工程科學;2011年06期

2 何萍，王飛宇，唐修義，錢國胤;煤氧化過程中氣體的形成特征與煤自燃指標氣體選擇[J];煤炭學報;1994年06期

3 褚廷湘;楊勝強;孫燕;孫京凱;劉增平;;煤的低溫氧化實驗研究及紅外光譜分析[J];中國安全科學學報;2008年01期

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 戚緒堯;煤中活性基團的氧化及自反應(yīng)過程[D];中國礦業(yè)大學;2011年

2 沈祥智;生活垃圾中主要可燃組分熱解特性的試驗研究[D];浙江大學;2006年

3 溫雨鑫;高升溫速率和壓力條件下的煤熱解和氣化特性研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

4 張海龍;中國新能源發(fā)展研究[D];吉林大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 葉振興;煤的低溫氧化實驗及對模擬試驗數(shù)值模擬研究[D];安徽理工大學;2005年

本文編號：2675163