【摘要】：從目前我國(guó)能源發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤炭將仍是一次能源消耗的主要原料。然而我國(guó)煤炭中的燃煤利用效率一直較低,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距巨大,這造成了大量的資源浪費(fèi),也為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了不利影響。因此研究如何提升煤粉的燃燒效率,從而減少煤炭資源浪費(fèi)具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。本文通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和熱重分析確定了微波處理后堿金屬負(fù)載提升煤粉燃燒性能最佳的實(shí)驗(yàn)條件。同時(shí)通過(guò)熱重分析、傅里葉紅外光譜以及拉曼光譜分析了堿金屬對(duì)微波改性后煤粉燃燒性能以及官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)原煤及微波改性后堿金屬負(fù)載煤粉的燃燒過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。得出以下結(jié)論:(1)不同處理?xiàng)l件下對(duì)活化能影響強(qiáng)弱順序?yàn)槲⒉üβ蔏:Na微波處理時(shí)間揮發(fā)分,而影響著火溫度的順序?yàn)镵:Na微波處理時(shí)間微波功率揮發(fā)分�？芍绊懨悍廴紵阅艿闹饕蛩貫镵:Na和微波。選用綜合平衡法兼顧活化能和著火溫度兩項(xiàng)指標(biāo)得出正交實(shí)驗(yàn)最佳條件,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證確定最佳實(shí)驗(yàn)條件為A3B3C2D2(K:Na=2:1、微波 300W40s、揮發(fā)分 21%)。(2)對(duì)比不同條件處理后煤粉燃燒特性參數(shù)的變化,發(fā)現(xiàn)其影響規(guī)律為微波 300W40s、K:Na=2:1微波 300W40sK:Na=2:1。微波 300W40s、K:Na=2:1處理后煤粉著火溫度降至369.73℃,較原煤降低了 55.13℃。燃盡溫度降至559.11℃,較原煤降幅為50.04℃。DTG峰值溫度降低了 50.2℃,最大反應(yīng)速率提升了0.0869mg·min-1,最終失重率提升了 8.99%,可燃性指數(shù)和綜合燃燒特性指數(shù)亦明顯提升。(3)使用Coats-Redfern積分法對(duì)煤粉動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,得知微波300W40s、K:Na=2:1處理后煤粉的活化能降至50.370kJ·mol-1,較原煤降低了22.596%,14704kJ·mol-1。同時(shí)發(fā)現(xiàn)煤樣存在動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng),求得煤粉試樣補(bǔ)償效應(yīng)方程為1nA=0.12731E-0.05254,等動(dòng)力學(xué)溫度Tiso為944.77℃。(4)根據(jù)最可幾機(jī)理函數(shù)得出原煤燃燒段的動(dòng)力學(xué)模型為:dα/dT= 3.65573×1011/βe 21889.42363/T.(2/5)(1-α)[-ln(1-α)]3/2300W40s、K:Na=2:1處理后煤粉燃燒段的動(dòng)力學(xué)模型為:dα/dT=5.24457×109/βe17415.0063/T.(2/5)(1-α)[-ln(1-α)]3/2
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TQ534
【圖文】：

氧在Fe2O3和碳煙之間的遷移過(guò)程示意圖

K2CO3對(duì)煤粉中固定碳的催化機(jī)理[35]

熱重分析儀結(jié)構(gòu)圖

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊妮;卿山;王華;張愛(ài)敏;李文滔;王俊勇;;煤粉在富氧氣氛下燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究[J];過(guò)程工程學(xué)報(bào);2013年06期

2 龐清海;張建良;毛瑞;姜U

本文編號(hào)：2777671