燃煤發(fā)電廠在中國電力輸送起到了重要的作用,提供了約75%的電能。中國擁有豐富的煤炭資源,但有近55%的煤屬于低煤級煤(LRCs)。由于對能源的日益需求,由于低級煤具有較低的熱值,較高的氧和水分含量,所以使用受到了一定的限制,但低煤級煤豐富儲量,具有資源綜合利用的前景。由于煤中的環(huán)境敏感元素,如Se在煤炭燃燒過程中會造成一定的環(huán)境和人體健康問題。為此討論該煤類與生物質(zhì)共燃技術(shù),以達(dá)到資源利用和清潔的目的。本次研究就是煤和生物質(zhì)協(xié)同共燃的兩種方法,通過200-300 ℃下水熱法處理煤和在300℃下烘焙生物質(zhì)并與煤進(jìn)行共燃,分析過程中Se的釋放控制,研究成果具有重要的理論性和應(yīng)用價值。本次通過37個樣品包括7個原煤樣、18個煤的水熱法處理樣品、生物質(zhì)樣品、一個生物質(zhì)烘焙樣品和煤與烘焙生物質(zhì)混合樣品和一系列煤與生物質(zhì)共燃實驗,包括利用水熱法和烘焙法分別對煤和生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)合熱重、掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、傅里葉紅外光譜、X射線光電子能譜以及拉曼光譜對樣品進(jìn)行測試與表征,同時對樣品中的Se則采用原子熒光光譜法進(jìn)行測定。研究了煤與生物質(zhì)共燃過程中的特征和Se釋放、遷移變化。通過對熱處理過程對燃料性質(zhì)和混燃過程中元素Se的遷移-釋放行為研究表明:(1)烘焙生物質(zhì)與煤混燃可提高燃料的燃燒性質(zhì),同時有利于控制Se的揮發(fā);(2)低煤級煤水熱法脫水過程對煤的性質(zhì)和燃燒特征有著重要影響;(3)水熱法處理低煤級煤可改變其表面化學(xué)特征和結(jié)構(gòu)特征。通過實驗研究,發(fā)現(xiàn)水熱法對提高低煤級的煤質(zhì)是一種較有利用前景的方法,可以有效降低低煤級煤的內(nèi)含水分和氧含量,提高煤的固定碳含量和熱值。以淮南煤為例,該過程可有效提高煤的品質(zhì),所得產(chǎn)品的著火點溫度和燃燼溫度均升高,整個燃燒過程向高溫區(qū)遷移。水熱法處理過程可發(fā)現(xiàn),300℃下煤的結(jié)構(gòu)和燃燒特性有效改善。此外,隨著水熱處理過程溫度的提高,Se的含量隨之逐級降低,當(dāng)溫度升高至300℃,Se的脫除率達(dá)到了50.7%。在生物質(zhì)-烘焙生物質(zhì)-煤混合燃燒過程中,通過添加一定量生物質(zhì)及其烘焙產(chǎn)物,混合燃料的著火特性和熱反應(yīng)性得到了改善。隨著生物質(zhì)和烘焙生物質(zhì)在混合燃料中比例的提高,Se的排放量逐級下降。同時發(fā)現(xiàn),Se的揮發(fā)量在烘焙生物質(zhì)-煤的混燃過程最低,其相對原混合燃料的揮發(fā)量低了 48%,這一結(jié)果表明烘焙生物質(zhì)對Se的固定具有最好的效果。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ038
【部分圖文】：

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本文編號：2893269