我國“貧油、富煤、少氣”的資源稟賦特點決定了煤炭將長期占據(jù)中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位。隨著常規(guī)動力煤的不斷消耗,低階煤由于其巨大的儲量和低廉的價格而備受關(guān)注。但低階煤通常富含易氣化的堿性元素,其高溫燃燒轉(zhuǎn)化、成灰特性等與常規(guī)動力煤存在較大差異,可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的顆粒物排放及灰沉積（結(jié)渣和沾污）問題�；烀杭夹g(shù)由于可改善煤質(zhì)、緩解低階煤燃燒問題而得到廣泛應(yīng)用,但技術(shù)的優(yōu)化還缺乏有效的科學(xué)指導(dǎo)。本文選取我國新疆、內(nèi)蒙的幾種典型低階煤,研究單燒及混燒過程中礦物的轉(zhuǎn)化、灰顆粒的生成及灰沉積行為,以豐富對低階煤燃燒問題的深入認(rèn)識,并為混煤燃燒技術(shù)的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。論文開展的主要研究工作及成果如下:首先,基于高溫沉降爐實驗系統(tǒng),對比研究典型低階煤和煙煤燃燒過程中顆粒物PM10的生成特性,獲得了對煤質(zhì)影響規(guī)律的認(rèn)識。研究表明,雖然低階煤和煙煤燃燒生成的PM10均呈現(xiàn)典型的雙峰分布特性,但在相同灰基條件下低階煤（尤其是準(zhǔn)東煤和哈密褐煤）PM0.5和PM0.5-10的生成量均顯著高于煙煤,分別為其約4-15倍和3-5倍。低階煤的PM0.5富含堿性成分Na2O、K2O、Mg O、Ca O及Fe2O3等,其... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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我國能源及煤炭消費(fèi)總量[1]

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文2圖1-1我國能源及煤炭消費(fèi)總量[1]圖1-2煤炭占總能源消費(fèi)的比例[1]隨著我國“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略以及西氣東輸、西電東送等相關(guān)政策的實施，西部地區(qū)尤其是新疆地區(qū)成為國家資源開發(fā)的重點區(qū)域之一。新疆維吾爾族自治區(qū)地域遼闊，約占我國總面積的六分之一，其煤炭資源儲量非常豐富。全區(qū)資源劃分為阿勒泰、準(zhǔn)噶爾、天山、塔里木和昆侖山五個含煤區(qū)，27個含煤盆地，57個煤田，其預(yù)測埋深2000m的煤炭資源總量2.19萬億噸，約占全國預(yù)測煤炭資源總量的42%，其中，埋深1000m的煤炭資源總量約1.05萬億噸，約占全區(qū)總量的60%。準(zhǔn)東、吐哈、庫拜、伊犁和豐一克拉瑪依等五大煤炭基地累計查明資源儲量約占新疆全區(qū)的70%以上，其中準(zhǔn)東、伊犁、吐哈預(yù)測資源儲量都在3000億噸以上[5]。準(zhǔn)東煤田是近年來發(fā)現(xiàn)的

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文6成礦物蒸氣，然后經(jīng)過均相成核，一部分經(jīng)過冷凝直接形成超細(xì)顆粒，另一部分通過異相凝結(jié)，凝并或聚結(jié)形成粒徑較大的灰顆粒[37-40]，即中間模態(tài)。圖1-3燃煤顆粒物形成機(jī)理示意圖[18]1.2.2.1亞微米顆粒物（PM1）的形成機(jī)理礦物質(zhì)氣化和冷凝機(jī)理目前被認(rèn)為是燃煤亞微米顆粒物產(chǎn)生的主要原因。在高溫燃燒條件下，一部分礦物會發(fā)生氣化轉(zhuǎn)化為氣相[41]。礦物質(zhì)的氣化取決的因素較多：例如礦物元素本身的氣化性，在煤中的賦存形態(tài)，顆粒的燃燒溫度以及燃燒氣氛等[32,42,43]。對純元素來說，Na和K的氣化性要高于Ca和Mg，其他幾種主要的成灰元素Si、Al和Fe氣化性較低。然而，在煤中這些元素是以不同的形式存在，因而觀察到的其氣化特性不同于純元素[29]。例如對于某一具體元素，其以有機(jī)結(jié)合態(tài)的部分在燃燒的初期階段即可氣化，而以硅鋁酸鹽相結(jié)合的形態(tài)則難以氣化[37,44]。顆粒的燃燒溫度越高，還原性氣氛越強(qiáng)越有利于礦物元素的氣化[37,45]。對于難熔性氧化物（SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3）的氣化，其分別是以次氧化物（SiO和AlO）和金屬單質(zhì)（Ca、Mg、Fe）的形式氣化[37]。因為在富燃料區(qū)和焦顆粒內(nèi)部具有較強(qiáng)還原氣氛有助于難熔性元素的氣化。氣化出來的礦物組分在遠(yuǎn)離焦顆粒后遇到氧氣會重新氧化[46]。當(dāng)氧化物氣相組分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]燃煤細(xì)顆粒物及痕量元素排放控制特性的試驗研究與現(xiàn)場測試[D]. 王超.華中科技大學(xué) 2015
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本文編號：3339961