準(zhǔn)東煤田是目前我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最大的整裝煤田,對(duì)我國(guó)能源開(kāi)發(fā)利用起到重要作用。此煤種灰分含量較低,發(fā)熱量較高,是一種良好的動(dòng)力用煤。但是,受其煤成因等因素影響,準(zhǔn)東煤中堿金屬和堿土金屬含量較高,加之國(guó)內(nèi)對(duì)高堿煤的使用經(jīng)驗(yàn)不足,因此在各大電廠實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)渣、沾污現(xiàn)象,造成嚴(yán)重的鍋爐運(yùn)行安全隱患。添加劑與煤混燒是有效緩解燃煤過(guò)程中結(jié)渣、沾污問(wèn)題的手段之一。本文選用新型添加劑蛭石,以新疆準(zhǔn)東高鈉高鈣煤為研究對(duì)象,研究了摻燒蛭石對(duì)準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性的影響,揭示蛭石和灰成分的相互作用機(jī)理,以期獲得新型、高效的防結(jié)渣添加劑,為緩解準(zhǔn)東高堿煤燃燒結(jié)渣、沾污的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)其高效利用奠定理論基礎(chǔ)。本文首先研究了蛭石添加劑對(duì)標(biāo)準(zhǔn)灰成分、礦物組成及灰熔點(diǎn)等因素的影響。結(jié)果表明:隨蛭石摻燒量的增加,標(biāo)準(zhǔn)灰中堿金屬鈉含量逐漸減小,鈣含量明顯減少,相反鉀含量逐漸升高,鎂含量明顯增加,其余化學(xué)成分變化不大;標(biāo)準(zhǔn)灰中鈣鋁黃長(zhǎng)石會(huì)向鈣鎂黃長(zhǎng)石轉(zhuǎn)化;添加蛭石抑制了硬石膏的分解,減少了灰中自由CaO的存在;灰熔點(diǎn)沒(méi)有明顯變化。借助沉降爐灰沉積測(cè)試實(shí)驗(yàn),研究了蛭石添加劑對(duì)準(zhǔn)東煤灰沉積現(xiàn)象的影響及蛭石與煤灰的相互作用機(jī)理。結(jié)果表明:蛭石添加劑能夠有效緩解準(zhǔn)東煤的灰沉積現(xiàn)象,但對(duì)內(nèi)、外層沉積灰的作用機(jī)理不同。對(duì)于內(nèi)層灰,一方面改變了內(nèi)灰內(nèi)層的鈉鹽存在形式,使其更多以NaCl的形式存在;另一方面降低了內(nèi)灰外層的黏度。對(duì)于外層灰,在蛭石薄片上形成的高粘度球形灰顆粒,導(dǎo)致蛭石薄片發(fā)生卷曲,因此阻礙了高粘度灰顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象;鎂橄欖石等高熔點(diǎn)礦物會(huì)吸附于球形顆粒表面,降低了球形顆粒表面黏度;最終在流場(chǎng)和重力的作用下,這些灰顆粒會(huì)從沉積灰中脫落,導(dǎo)致外灰沉積量明顯減少。因此,摻燒蛭石能有效抑制準(zhǔn)東煤沉積灰的生長(zhǎng)。根據(jù)沉降爐灰沉積實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本文作者建議蛭石最優(yōu)摻燒量為5-7%,摻燒粒徑為100-150μm。
【學(xué)位單位】：上海理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ534
【部分圖文】：

上海理工大學(xué)碩士學(xué)位論文程上，大多數(shù)相關(guān)單位采用傳統(tǒng)的結(jié)渣、沾污判別指數(shù)對(duì)準(zhǔn)東煤的判別，例如堿酸比（B/A）、硅鋁比以及綜合判別指數(shù) R，但是傳統(tǒng)與電站鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況嚴(yán)重不符[11]，煤灰中較高的 Na、K、Ca 等金屬元素含量被公認(rèn)為是最主要的原因[12-14]。在煤燃燒過(guò)程中，這00℃前大量揮發(fā)，隨煙氣攜帶易沉積于換熱面上，并與其它諸如 C素發(fā)生化合、共熔反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的粘性顆粒，進(jìn)而捕捉更多煙，最終形成致密的渣層[15-17]。，準(zhǔn)東煤已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。除對(duì)準(zhǔn)東煤結(jié)渣、沾污機(jī)之外，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此問(wèn)題的治理提出了諸多設(shè)想。其中，摻燒添本低廉，效果卓著，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。目前對(duì)此類研究尚此本文嘗試研究一種新型蛭石添加劑，全面系統(tǒng)的了解其抗結(jié)渣特新型、高效的抗結(jié)渣添加劑，為緩解準(zhǔn)東高堿煤燃燒結(jié)渣、沾污的效利用奠定理論基礎(chǔ)。

圖 1-2 準(zhǔn)東煤田礦區(qū)分布圖§1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀§1.2.1 準(zhǔn)東煤結(jié)渣、沾污機(jī)理的研究現(xiàn)狀在準(zhǔn)東煤開(kāi)發(fā)以前，澳大利亞和德國(guó)高鈉煤是兩種世界上最為典型的高鈉煤，這兩種煤與準(zhǔn)東煤有類似的煤質(zhì)特性——堿金屬含量高。國(guó)外學(xué)者對(duì)其結(jié)渣、沾污特性進(jìn)行了大量的研究，研究結(jié)果對(duì)準(zhǔn)東煤的深入研究具有顯著的借鑒意義，例如：Buhre[18-19]指出高鈉煤燃燒總共有結(jié)渣、沾污以及腐蝕三個(gè)方面的問(wèn)題。結(jié)渣被其定義為熔融或半熔融的沉積灰，通常發(fā)生于輻射換熱面上；沾污被其定于為冷凝或燒結(jié)形成的“干”狀沉積灰，通常發(fā)生于對(duì)流受熱面上，溫度一般低于灰的熔融溫度；腐蝕貫穿于整個(gè)受熱面中，結(jié)渣和沾污過(guò)程中都能發(fā)生，水冷壁墻上的腐蝕主要是由于堿金屬的硫化物在高濃度的 FeS 或 CO 的環(huán)境下，形成玻璃狀的共熔物，對(duì)管壁的侵蝕作用。[20]

上海理工大學(xué)碩士學(xué)位論文等人在煤燃燒中試試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)沉積灰發(fā)生了明顯的分層現(xiàn)象最低，在試驗(yàn)過(guò)程中渣層生長(zhǎng)速度先減少后增大。此外，向逐漸降低，大量的含鈉礦物存在于外側(cè)渣層。學(xué)者的研究，準(zhǔn)東煤中 Na、Ca、Mg 等元素形成的超細(xì)顆象十分嚴(yán)重的根本原因。煤粉粒徑在 10~150μm 的條件下積灰主要分為兩類：①亞微米級(jí)堿金屬顆粒(<1μm)，由堿大的灰顆粒上凝結(jié)形成；②粒徑較大的灰顆粒(1-10μm)，Ca、Si 等）通過(guò)加熱和氧化過(guò)程而形成的。兩者形成的粒較易在沉積灰中發(fā)生富集，高溫下會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，具有較強(qiáng)圖 1-3 所示：
【參考文獻(xiàn)】

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1 張利孟;董信光;劉科;譚厚章;王學(xué)斌;魏博;;高嶺土對(duì)準(zhǔn)東煤結(jié)渣特性及礦物質(zhì)演變的影響[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2015年10期

2 沈銘科;邱坤贊;黃鎮(zhèn)宇;王智化;劉建忠;;準(zhǔn)東煤摻燒高嶺土對(duì)固鈉率及灰熔融特性影響研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2015年09期

3 薛長(zhǎng)海;;高鈉煤質(zhì)特性與沾污機(jī)理試驗(yàn)研究[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

4 張曉羽;張海霞;那永潔;;準(zhǔn)東煤成灰過(guò)程中鈉的遷移特性及形態(tài)變化[J];潔凈煤技術(shù);2015年02期

5 董倩;張海霞;朱治平;;前處理方法對(duì)準(zhǔn)東煤中鈉含量測(cè)定的影響[J];潔凈煤技術(shù);2015年02期

6 劉大海;張守玉;涂圣康;金濤;施大鐘;施登宇;裴育峰;;五彩灣煤中鈉在燃燒過(guò)程中的遷移釋放規(guī)律[J];化工進(jìn)展;2015年03期

7 孟建財(cái);;關(guān)于研究準(zhǔn)東煤燃燒時(shí)防結(jié)焦結(jié)渣措施重要性淺析[J];山東工業(yè)技術(shù);2015年02期

8 李鵬;曾琦;任建平;俞立洋;;燃用準(zhǔn)東煤對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響[J];華電技術(shù);2015年01期

9 韓克鑫;黃鎮(zhèn)宇;王智化;周俊虎;;準(zhǔn)東煤灰渣燒結(jié)熔融過(guò)程中鈉基化合物作用機(jī)理研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

10 宋維健;宋國(guó)良;張海霞;范金龍;呂清剛;;準(zhǔn)東高鈉煤熱解過(guò)程中鈉的遷移特性實(shí)驗(yàn)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

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