氣流床氣化技術(shù)不僅是煤炭高效、清潔利用的重要途徑和手段,同時(shí)也為生物質(zhì)利用和污染物質(zhì)高溫處理提供了技術(shù)平臺(tái)。本文主要在生物質(zhì)氣流床氣化技術(shù)的基礎(chǔ)之上,重點(diǎn)研究生物質(zhì)中高含量的磷元素在氣化過程中的遷移行為及其對(duì)氣化過程的影響。論文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下： (1)利用高頻加熱反應(yīng)器研究了900℃～1300℃條件下,不同比例污泥/神府煤混合物在快速熱解與氣化過程中磷元素的揮發(fā)行為。共氣化過程中磷元素?fù)]發(fā)比例隨氣化溫度升高單調(diào)增加,磷元素的揮發(fā)主要發(fā)生在燃料熱解階段。有機(jī)磷化合物在較低溫度下即發(fā)生揮發(fā),大部分有機(jī)磷與煤灰礦物組分形成磷酸鐵鈣及磷酸鋁而被捕集。高溫條件下,磷酸鈣以碳或還原性氣體作為還原劑與石英石發(fā)生反應(yīng),使無機(jī)磷以磷單質(zhì)的形式揮發(fā)。磷酸鋁中磷主要通過轉(zhuǎn)化為磷酸鈣-磷后揮發(fā)。1300℃氣化條件下,污泥與煤混合物中磷元素的揮發(fā)比例最高為33.51%,被固定的磷元素主要以含磷玻璃體的形式存在于氣化渣中。 (2)對(duì)污泥、藍(lán)藻與六種不同類型煤的混合灰熔融特性進(jìn)行了研究,并利用X-射線衍射與Raman光譜等手段考察混合灰熔融機(jī)理。磷元素對(duì)混合灰的熔融特性與微觀結(jié)構(gòu)具有顯著影響。磷元素對(duì)混合物...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 氣流床煤氣化技術(shù)
    1.3 生物質(zhì)能源及其應(yīng)用
        1.3.1 生物質(zhì)來源與分類
        1.3.2 生物質(zhì)能利用方式
        1.3.3 污泥性質(zhì)與處置
        1.3.4 藍(lán)藻危害與處置
    1.4 燃料中磷元素含量與存在形態(tài)
        1.4.1 煤中磷的含量與存在形態(tài)
        1.4.2 生物質(zhì)中磷的含量與存在形態(tài)
    1.5 生物質(zhì)與煤共氣化過程磷元素的遷移與影響
        1.5.1 生物質(zhì)與煤共氣化過程中磷元素的揮發(fā)
        1.5.2 磷在生物質(zhì)熱解過程中的催化作用
        1.5.3 磷元素對(duì)煤灰熔融特性的影響
        1.5.4 磷元素對(duì)其它元素?fù)]發(fā)行為的影響
    1.6 研究目的與意義
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
    1.8 研究創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 污泥與煤共氣化過程中磷元素的遷移與轉(zhuǎn)化
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)樣品
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)過程
        2.1.4 取樣與分析方法
    2.2 污泥中含磷化合物的SMT提取分析
    2.3 共氣化過程中磷元素?fù)]發(fā)規(guī)律
    2.4 氣化渣中礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
        2.4.1 神府煤氣化渣中礦物遷移
        2.4.2 污泥氣化渣中礦物遷移
        2.4.3 混合物氣化渣中礦物遷移
    2.5 煤氣化過程中磷元素的揮發(fā)機(jī)理
    2.6 高溫條件下磷元素的存在形態(tài)
    2.7 含磷模型化合物與煤共氣化過程中磷元素的遷移
        2.7.1 實(shí)驗(yàn)樣品制備
        2.7.2 有機(jī)磷模型化合物的遷移行為
        2.7.3 有機(jī)磷捕集機(jī)理
        2.7.4 無機(jī)磷模型化合物的遷移行為
    2.8 氣態(tài)磷溢出形態(tài)探討
    2.9 本章小結(jié)
第3章 磷元素對(duì)煤灰熔融特性影響
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        3.1.2 取樣與分析方法
    3.2 污泥對(duì)煤灰熔點(diǎn)影響
        3.2.1 所用樣品分析
        3.2.2 污泥添加比例對(duì)煤灰熔點(diǎn)影響
        3.2.3 污泥與煤混合灰熔融過程中的礦物遷移
        3.2.4 污泥與煤混合灰非晶態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征
    3.3 模擬灰熔點(diǎn)測試
    3.4 污泥對(duì)煤熔融溫度跨度影響
    3.5 藍(lán)藻對(duì)煤灰熔點(diǎn)影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 含磷化合物對(duì)煤氣化過程影響
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.1.3 分析與測試方法
    4.2 污泥與神府煤共氣化動(dòng)力學(xué)研究
        4.2.1 污泥與神府煤共熱解性能研究
        4.2.2 污泥對(duì)神府煤氣化性能影響
        4.2.3 污泥對(duì)神府煤孔結(jié)構(gòu)影響
        4.2.4 污泥對(duì)碳有序化程度的影響
        4.2.5 污泥灰分對(duì)煤氣化活性影響
    4.3 污泥與潞安煤共氣化動(dòng)力學(xué)研究
    4.4 藍(lán)藻與神府煤共氣化動(dòng)力學(xué)研究
        4.4.1 藍(lán)藻對(duì)神府煤熱解行為影響
        4.4.2 藍(lán)藻對(duì)煤熱解焦性能影響
        4.4.3 藍(lán)藻對(duì)神府煤氣化動(dòng)力學(xué)影響
        4.4.4 灰分對(duì)藍(lán)藻神府煤氣化活性影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 磷元素對(duì)部分污染元素?fù)]發(fā)行為的影響
    5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品與裝置
        5.1.2 取樣與分析方法
    5.2 磷礦物質(zhì)對(duì)硫元素?fù)]發(fā)規(guī)律影響
        5.2.1 污泥與煤灰成分比較
        5.2.2 原料中硫元素存在形態(tài)
        5.2.3 污泥與煤共氣化過程中硫元素?fù)]發(fā)行為
        5.2.4 XRD測試結(jié)果
        5.2.5 熱力學(xué)計(jì)算
        5.2.6 磷元素對(duì)氣化爐中硫元素?fù)]發(fā)行為的影響
    5.3 磷元素對(duì)堿金屬元素?fù)]發(fā)行為影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號(hào)：3799984