以熱解為基礎的低階煤分級轉化利用技術符合我國能源結構與政策導向,可實現(xiàn)低階煤的高效清潔利用。低階煤熱解半焦作為分級轉化的產(chǎn)品之一,其規(guī)�；糜欣谔岣叻旨壚眉夹g的大型化與規(guī)模化。本文依托于國家重點研發(fā)計劃,對此類半焦的燃燒特性開展了系統(tǒng)性的實驗研究,并獲取了其與原低階煤的差異,旨在為這類特定半焦的規(guī)模化利用的相關設備改造及燃燒組織提供依據(jù),進而擴大低階煤分級轉化利用技術的應用范圍。首先,獲取了半焦的煤質(zhì)特性、孔隙結構、微觀表面結構等理化特性,為后續(xù)燃燒特性的研究奠定基礎。隨后,針對半焦在工業(yè)窯爐的利用開展了初步的成型特性研究。結果表明,熱解后半焦的化學組成與孔隙結構發(fā)生了較大變化。半焦成型特性較差,依靠無黏結劑的冷壓成型,難以獲得具備符合使用強度的成型半焦。基于熱分析法對淖毛湖半焦的本征燃燒特性開展了實驗研究,獲取了半焦與煤本征燃燒特性的差異,并進行了摻燒實驗。隨后開展的動力學研究為后續(xù)的懸浮燃燒實驗工況設置與模型計算提供了依據(jù)。結果表明,半焦著火溫度、燃盡溫度較原煤顯著提高,具備更差的燃燒特性,活化能稍有提高。半焦在工業(yè)上的利用應著重考慮其難燃盡的問題。依托于自制的沉降爐試驗系統(tǒng),...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 世界及我國能源現(xiàn)狀
        1.1.2 低階煤分級轉化利用技術
        1.1.3 熱解半焦規(guī)模化利用
    1.2 半焦燃燒研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理化特性
        1.2.2 燃燒特性
        1.2.3 燃燒評價指標與反應動力學參數(shù)
        1.2.4 污染物排放特性
        1.2.5 結渣特性
        1.2.6 模型研究
        1.2.7 低階煤半焦燃燒應用研究
        1.2.8 文獻綜述概述
    1.3 課題來源與主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
2 半焦理化特性研究
    2.1 實驗原料
    2.2 工業(yè)元素分析
    2.3 灰分析
    2.4 孔隙結構特征
    2.5 密度
    2.6 微觀表面特征
    2.7 半焦成型特性研究
        2.7.1 實驗儀器及實驗方法
        2.7.2 成型壓力的影響
        2.7.3 粒徑區(qū)間的影響
        2.7.4 水分
        2.7.5 粒徑組合
    2.8 本章小結
3 半焦本征燃燒特性研究
    3.1 實驗材料與實驗方案
    3.2 數(shù)據(jù)表征方法
    3.3 結果分析
        3.3.1 煤與半焦的熱解
        3.3.2 半焦著火類型的判斷
        3.3.3 半焦燃燒特性及客觀評價指標
        3.3.4 燃燒反應動力學分析
    3.4 本章小結
4 沉降爐試驗系統(tǒng)的搭建調(diào)試
    4.1 沉降爐試驗臺綜述
    4.2 沉降爐試驗系統(tǒng)概況
        4.2.1 爐本體
        4.2.2 給料系統(tǒng)
        4.2.3 取樣槍
        4.2.4 其他部件
    4.3 沉降爐系統(tǒng)調(diào)試
        4.3.1 同心度調(diào)試
        4.3.2 層流測試
        4.3.3 密封性測試
        4.3.4 溫度場測試
        4.3.5 等速取樣測試
    4.4 本章小結
5 半焦懸浮燃燒特性研究
    5.1 半焦著火特性研究
        5.1.1 實驗設計
        5.1.2 實驗結果
    5.2 半焦燃盡特性研究
        5.2.1 實驗設計及步驟
        5.2.2 數(shù)據(jù)表征方法
        5.2.3 典型工況下半焦與煤粉燃盡差異
        5.2.4 半焦隨停留時間反應活性的變化
        5.2.5 受爐膛溫度的影響
        5.2.6 受氧氣濃度的影響
        5.2.7 受粒徑的影響
    5.3 半焦NOx排放特性研究
        5.3.1 典型工況下半焦與煤粉NOx排放的差異
        5.3.2 受爐膛溫度的影響
        5.3.3 受氧氣濃度的影響
        5.3.4 受粒徑的影響
    5.4 本章小結
6 沉降爐中半焦懸浮燃燒模型
    6.1 爐內(nèi)半焦懸浮燃燒模型構建
        6.1.1 燃燒模型
        6.1.2 運動模型
    6.2 模型對比及誤差分析
    6.3 半焦燃燒受影響因素
        6.3.1 氧氣濃度與過量空氣系數(shù)的影響
        6.3.2 爐膛溫度的影響
        6.3.3 粒徑的影響
    6.4 本章小結
7 全文總結
    7.1 本文主要研究內(nèi)容與結論
    7.2 本文創(chuàng)新點
    7.3 未來展望
參考文獻
研究生期間取得的科研成果



本文編號：4019182