【摘要】：煤炭資源在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中舉足輕重,但一直存在利用效率低、污染嚴(yán)重和資源浪費(fèi)等問題。作為實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用的有效手段,加壓煤分級(jí)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)了煤加壓熱解與半焦加壓燃燒的耦合,且能在有限的資源條件下獲得更多的高附加值產(chǎn)品、更高的利用效率及更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文針對(duì)加壓煤分級(jí)轉(zhuǎn)化中的半焦加壓燃燒過程開展了相關(guān)研究,旨在掌握半焦加壓燃燒特性,進(jìn)而為雙流化床煤分級(jí)轉(zhuǎn)化裝置中燃燒反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、放大及優(yōu)化提供理論及數(shù)據(jù)支持。在水平加壓管式爐中制備了低溫?zé)峤獍虢?并開展了工業(yè)、元素分析等研究以掌握半焦的成分特性;利用加壓熱重分析儀研究了半焦的加壓燃燒特性與動(dòng)力學(xué)特性,同時(shí)分析了煤種對(duì)半焦燃燒特性的影響,討論了不同工況下半焦燃燒過程的失重規(guī)律。采用掃描電鏡與氮?dú)馕絻x分別研究了半焦的表面形貌與孔隙結(jié)構(gòu)特性,揭示了不同制備工況對(duì)半焦孔隙結(jié)構(gòu)的影響。建立了半焦加壓燃燒機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng),以陜西黑龍溝煤半焦為對(duì)象,研究了燃燒壓力、半焦種類、半焦粒徑對(duì)半焦燃燒污染物排放和灰渣礦物轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果表明,隨著燃燒壓力的升高,碳氧化物排放量增多,NO和SO_2減少,NO排放濃度隨壓力升高呈多峰分散分布,SO_2排放滯后且峰值減小,半焦粒徑越大,半焦燃燒產(chǎn)生的CO_2和NO增多,CO和SO_2減少,煤氣氣氛熱解所得半焦在燃燒時(shí)釋放出的4種污染物均略大于氮?dú)鈿夥�。同時(shí),隨著壓力的升高或半焦粒徑的減小,由于半焦燃燒過程由非均相燃燒向均相燃燒過渡,灰渣中高溫礦物減少,低溫礦物增多,不同氣氛下制得的半焦燃燒灰渣特性差別很小�；跈C(jī)理實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)加壓雙流化床中半焦燃燒反應(yīng)器部分開展了結(jié)構(gòu)及流程設(shè)計(jì),首先進(jìn)行了尺寸及熱力計(jì)算,熱力計(jì)算熱效率值為84.95%,設(shè)計(jì)半焦進(jìn)料量為210kg/h。針對(duì)所設(shè)計(jì)的流程,利用ASPEN PLUS為半焦加壓燃燒做了初步模擬,并考察了壓力和半焦種類對(duì)燃燒過程中污染物排放的影響,為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提供了有益參考和指導(dǎo)意義。最后,基于半焦加壓燃燒反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與流程模擬,參與搭建了加壓雙流化床煤分級(jí)轉(zhuǎn)化中試試驗(yàn)平臺(tái)的燃燒反應(yīng)器部分,并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,開展了不同燃燒壓力、燃燒溫度、一二次風(fēng)比例下半焦的加壓流化床燃燒初步實(shí)驗(yàn),為半焦燃燒的進(jìn)一步研究提供參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ534
【圖文】：

解氣進(jìn)行保溫，以免焦油等物質(zhì)冷凝在管路上降低裝置后打開減壓閥通氣檢查氣密性，通過氣密性檢測(cè)后需將空后通過對(duì)閥門 2 和 12 的調(diào)節(jié)使管式爐內(nèi)部壓力穩(wěn)定關(guān)閉管式爐電壓，完成裝置的泄壓，待樣品冷卻到室P 2 345 67910181-氣瓶；2-增壓閥；3-流量計(jì)；4-預(yù)熱帶；5-爐膛；6-待測(cè)樣品-電子溫控儀；8-電加熱套； 9-保溫帶；10、11-壓力表；12-泄圖 2-1 水平加壓管式爐制焦實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖

下：I．取一帶嚴(yán)密磨口蓋的玻璃稱量瓶，稱取并記錄質(zhì)量1m ，稱取質(zhì)量為2m 的樣品，平攤于玻璃稱量瓶中；II．將恒溫干燥箱預(yù)先鼓風(fēng)并加熱至 105℃以保證工作室內(nèi)溫度均勻，打開玻璃稱量瓶的瓶蓋，鼓風(fēng)干燥 1h；III．將玻璃稱量瓶從恒溫干燥箱內(nèi)取出，迅速蓋上瓶蓋，放入干燥器皿內(nèi)待冷卻至室溫后稱重；IV．為檢查干燥的充分性，重復(fù)操作②和③，直至相鄰兩次樣品的質(zhì)量差不超過0.001g（若樣品質(zhì)量為 1g），并記最后一次記錄的質(zhì)量為3m 。按照實(shí)驗(yàn)步驟，樣品含水量的計(jì)算公式如下：1 2 32100%m m mMm+ （2-1）該方法可用于測(cè)量樣品收到基和空氣干燥基中的水分arM 和adM 。

下：I．取一帶嚴(yán)密磨口蓋的玻璃稱量瓶，稱取并記錄質(zhì)量1m ，稱取質(zhì)量為2m 的樣品，平攤于玻璃稱量瓶中；II．將恒溫干燥箱預(yù)先鼓風(fēng)并加熱至 105℃以保證工作室內(nèi)溫度均勻，打開玻璃稱量瓶的瓶蓋，鼓風(fēng)干燥 1h；III．將玻璃稱量瓶從恒溫干燥箱內(nèi)取出，迅速蓋上瓶蓋，放入干燥器皿內(nèi)待冷卻至室溫后稱重；IV．為檢查干燥的充分性，重復(fù)操作②和③，直至相鄰兩次樣品的質(zhì)量差不超過0.001g（若樣品質(zhì)量為 1g），并記最后一次記錄的質(zhì)量為3m 。按照實(shí)驗(yàn)步驟，樣品含水量的計(jì)算公式如下：1 2 32100%m m mMm+ （2-1）該方法可用于測(cè)量樣品收到基和空氣干燥基中的水分arM 和adM 。

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本文編號(hào)：2804577