在未來較長的一段時期內(nèi),我國能源結(jié)構(gòu)仍將以煤為主。在煤炭領(lǐng)域,我國的國情是儲量中約有一半為低品質(zhì)煤,煤炭利用過程中存在低效率、高污染的情況。因此,開發(fā)煤炭分級利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和富氧燃燒技術(shù)是我國解決能源問題的重要手段。煤炭分級利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可實現(xiàn)煤炭的分級優(yōu)化利用,煤炭中高品質(zhì)組分作為高附加值的化工原料使用,低品質(zhì)的半焦用于直燃發(fā)電、制冷、供熱。富氧燃燒技術(shù)擁有火焰溫度高、低成本捕集CO_2、低NOx排放等優(yōu)勢,可以高效燃燒半焦并實現(xiàn)低污染物排放。本文旨在研究煤粉高溫裂解與半焦富氧燃燒的基礎(chǔ)試驗特性,為煤炭分級利用以及半焦富氧燃燒的進一步工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。論文選取神華煤為原料,在沉降爐上開展高溫裂解試驗,得到溫度和給料量對裂解反應(yīng)的影響。溫度是裂解的主要影響因素,升溫使裂解反應(yīng)加速,加速煤粉中水分和揮發(fā)分析出,促進高品質(zhì)半焦、煤氣的生成,促進了裂解產(chǎn)物之一的焦油向煤氣的轉(zhuǎn)化,提高了煤氣的品質(zhì)。同時,高溫裂解使半焦的孔隙結(jié)構(gòu)得到不斷發(fā)展,反應(yīng)活性增強。以高溫裂解制取的半焦為原料,在熱重平臺和水平管式爐上開展了富氧燃燒試驗,分析反應(yīng)氣氛、O_2濃度等對半焦富氧燃燒特性的影響。O_2/CO_2氣氛下,O_2在CO_2的擴散速率低于N2,CO_2氣體的比熱容大于N2,半焦的反應(yīng)速率降低,反應(yīng)時間延長,燃燒特性指數(shù)和可燃性指數(shù)變低,半焦燃燒反應(yīng)特性變差,CO_2氣體易與碳發(fā)生氣化反應(yīng)生成大量CO氣體。當O_2濃度逐漸升高,半焦的熱重曲線/微商熱重曲線向低溫區(qū)偏移,著火溫度、最大反應(yīng)速率溫度、燃燼溫度、活化能等不斷下降,燃燒特性特性和可燃性指數(shù)逐漸升高,最大反應(yīng)速率升高,反應(yīng)時間縮短,半焦的燃燒特性變好。在3%O_2濃度的貧氧狀態(tài)下,貧氧狀態(tài)加劇碳與CO_2的氣化反應(yīng),抑制碳與O_2的燃燒反應(yīng),CO體積分數(shù)曲線出現(xiàn)釋放峰,半焦燃燒反應(yīng)速率降低,半焦中碳向CO的轉(zhuǎn)化率升高,反應(yīng)時間延長。管式爐溫度和低O_2濃度對半焦的燃燒特性有較大影響。管式爐溫為900℃或3%O_2濃度條件時,半焦的燃燒反應(yīng)速率低,碳與CO_2的氣化反應(yīng)占主導(dǎo),燃燒放熱較少,最高燃燒溫度低,反應(yīng)時間較長,CO曲線存在明顯釋放峰。升溫以及提高O_2濃度可以改善半焦的燃燒特性并減少CO的排放。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ530.2;TQ534
【部分圖文】：

消費增長量巧３４％，中國賈獻了?１作的能源消費量Ｌ乂及１／３的能源消費增長量，是名副其??實的能源消費大國Ｗ。??圖１－２最２０１５年中國一次能源消費結(jié)構(gòu)，由圖可知，在中國的一次能源消費結(jié)構(gòu)中，??煤炭、石油、天然氣分別占比６３．７２％、１８．５７％、５．８９％，水電、可再生能源、核電的消費??量分別占比８．４６％、２．０８％、１．２８％，煤炭與非煤能源比例接近于２：１。這表明，煤炭的主??體地位明顯。??２??

６．８１％??３２．９３％??圖１－１?２０１５年全球一次能源消費結(jié)構(gòu)問??（４）煤炭將長期成為中國的主力能源??２０１５年，中國一次能源消費量增長１．５％，增幅遠低于過去１０年平均水平５．３％，是??１９９８年Ｗ來的最低值。不過，中國繼續(xù)保持全球最大能源消費國地位，領(lǐng)先于美國、曰本??和印度。中國一次能源消費量占全巧消費總量２３％，一次能源消費增長量占全球同期能源??消費增長量巧３４％，中國賈獻了?１作的能源消費量Ｌ乂及１／３的能源消費增長量，是名副其??實的能源消費大國Ｗ。??圖１－２最２０１５年中國一次能源消費結(jié)構(gòu)，由圖可知，在中國的一次能源消費結(jié)構(gòu)中，??煤炭、石油、天然氣分別占比６３．７２％、１８．５７％、５．８９％，水電、可再生能源、核電的消費??量分別占比８．４６％、２．０８％、１．２８％

２丄２水平管式爐??水平管式爐選用了合肥科晶材料技米有限么司生產(chǎn)的ＧＳＬ１６００Ｘ型真空管式高溫爐，??實物如圖２－２所示，主要技未參數(shù)如表２－２所示。本試驗爐主要特點如下：??（１）本燃燒爐采用珪錐棒作為加熱元件，其最大加熱溫度為１６０（ＴＣ，采用Ｂ型雙鉆鏡??１６??
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本文編號：2867942