学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

褐煤提质及其燃烧行为特性的研究

作　者: 李先春
导　师: 汪琦；余江龙
学　校: 大连理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 褐煤干燥提质型煤热解富氧燃烧
分类号: TQ534
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 505次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

褐煤的高含水量不仅增加运输成本,而且降低锅炉燃烧效率,增加二氧化碳的排放,因此褐煤提质技术的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。本文针对褐煤的提质行为特性及提质处理对褐煤热解和燃烧反应性的影响进行研究。对一种印度尼西亚褐煤(用YN表示)和两种中国神华褐煤(分别用SH1和SH2表示)的干燥特性进行实验研究,考察温度、粒径等不同因素对干燥速率的影响;采用相关系数判别法对褐煤干燥动力学特性进行解析,确定干燥过程的动力学参数和反应机理函数；借助SEM和FTIR定性分析褐煤十燥过程中物理和化学结构的变化。结果表明：粒径小于10mm的褐煤,干燥速率不受传热限制,干燥过程符合随机成核与随后生长机理。干燥过程中会发生大孔的收缩,干燥过程中有羟基、羰基和羧基官能团的分解而逸出H20和CO2气体。利用自主设计的双辊成型机制备出高强度的无粘结剂型煤,研究水分含量、压缩比等因素对型煤强度的影响。结果表明：十燥后的褐煤水分含量对于无粘结剂成型是一个关键的因素。增加成型压力、减小粒径、提高成型温度以及采用水蒸气干燥可以改善型煤的冷压强度,同时也会增加设备的磨损,提高产品的成本。YN型煤的表面致密、有光泽,成型特性好,冷压强度最高,能够满足长时间在水中浸泡后强度的要求。对YN褐煤干燥后的水分再吸收动力学特性进行了实验研究和理论分析。结果表明：由于煤中孔结构在干燥过程中发生了不可逆的崩塌,使得褐煤干燥后吸湿表现出一定的滞后性；干燥后的煤样吸湿速率与粒径无关而与干燥温度有关,提高干燥温度会降低吸湿速率和平衡水分；褐煤干燥后重新吸收水分过程是水蒸气物理吸附在褐煤表面和毛细孔中的过程,没有发现其与煤的表而官能团形成氢键的迹象。利用高温沉降炉和热重分析仪对提质处理后褐煤的热解及燃烧特性进行了实验研究,其中燃烧特性包括在空气(O2/N2)和富氧(O2/CO2)燃烧条件下的燃烧特性。结果表明：提质后的型煤与原煤相比,挥发份产量降低,可燃性指数、燃尽指数和燃烧综合指数降低。对制备的YN型煤进行了工业应用研究,包括配煤炼焦实验和工业燃烧实验。结果表明：YN型煤可以用于配煤炼焦。YN褐煤经过提质后,热值显著提高,自燃着火倾向明显降低,具有较好的可磨性和较高的燃尽率,属于中等轻微结渣煤,燃烧后SO2和NOx的生成量相对较低。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-24
  1.1 课题的研究背景  10
  1.2 褐煤干燥技术综述  10-13
    1.2.1 蒸发干燥技术  10-12
    1.2.2 非蒸发干燥技术  12-13
  1.3 褐煤干燥理论综述  13-17
  1.4 褐煤成型技术综述  17-20
  1.5 燃煤电站富氧燃烧(O_2/CO_2)技术综述  20-23
  1.6 本文研究的主要内容  23-24
2 褐煤的干燥特性  24-48
  2.1 实验方法  24-26
    2.1.1 实验样品  24
    2.1.2 实验设备及方法  24-26
  2.2 褐煤干燥特性实验结果及分析  26-37
    2.2.1 褐煤干燥过程的实验方案确定  26-30
    2.2.2 干燥特性实验结果  30-35
    2.2.3 空气中褐煤的干燥特性  35-37
  2.3 褐煤干燥动力学  37-41
    2.3.1 等温干燥动力学  37-40
    2.3.2 非等温干燥动力学  40-41
  2.4 褐煤干燥机理  41-43
  2.5 褐煤在干燥过程中物理和化学结构的变化  43-47
    2.5.1 物理结构的变化  43-44
    2.5.2 化学结构的变化  44-47
  2.6 小结  47-48
3 褐煤无粘结剂成型特性  48-58
  3.1 实验设备及方法  48-49
    3.1.1 实验设备  48
    3.1.2 实验方法  48-49
  3.2 成型实验结果与分析  49-57
    3.2.1 成型工艺条件对型煤强度的影响  49-52
    3.2.2 成型褐煤的运输和储存性能  52-55
    3.2.3 型煤成型的机理分析  55-57
  3.3 小结  57-58
4 褐煤的水分再吸收特性  58-67
  4.1 实验设备及方法  58-59
  4.2 实验结果分析  59-62
  4.3 褐煤吸湿的热力学解析  62-66
    4.3.1 等温吸湿的热力学  62-64
    4.3.2 等温吸湿的热力学参数解析  64-66
  4.4 小结  66-67
5 干燥与成型对褐煤热解特性的影响  67-85
  5.1 实验样品  67
  5.2 实验设备及方法  67-72
    5.2.1 高温沉降炉  67-71
    5.2.2 热重分析仪  71
    5.2.3 扫描电子显微镜  71-72
    5.2.4 比表面积分析仪  72
  5.3 实验结果分析  72-83
    5.3.1 褐煤热解的基础理论  72-73
    5.3.2 高温沉降炉中褐煤的快速热解行为特性  73-74
    5.3.3 热重分析仪中的慢速热解行为特性  74-78
    5.3.4 三种褐煤样品热解产物的SEM形貌  78-81
    5.3.5 原煤和型煤半焦的比表面积和孔径分布特性  81-83
  5.4 小结  83-85
6 干燥与成型对褐煤富氧燃烧特性的影响  85-100
  6.1 实验设备及方法  85-86
  6.2 煤燃烧的特征参数  86-89
  6.3 高温沉降炉中煤粉的富氧燃烧特性  89-90
  6.4 热重分析仪中半焦的富氧燃烧特性  90-94
    6.4.1 不同半焦的反应活性的比较  90-92
    6.4.2 不同半焦的燃烧特性分析  92-93
    6.4.3 半焦的燃烧动力学参数  93-94
  6.5 热重分析仪中YN煤粉的富氧燃烧特性  94-98
    6.5.1 不同气氛下褐煤燃烧特性的比较  94-96
    6.5.2 氧气浓度对褐煤富氧燃烧特性的影响  96-98
  6.6 小结  98-100
7 印尼型煤的工业应用研究  100-119
  7.1 印尼型煤的配煤炼焦特性  100-104
    7.1.1 实验样品  100
    7.1.2 实验设备及方法  100-101
    7.1.3 实验结果分析  101-104
  7.2 印尼型煤燃烧特性的工业实验  104-118
    7.2.1 实验样品及设备  104-105
    7.2.2 自燃特性  105-107
    7.2.3 可磨性  107-110
    7.2.4 锅炉燃烧特性  110-116
    7.2.5 污染物排放特性  116-118
  7.3 小结  118-119
结论  119-121
参考文献  121-129
创新点摘要  129-130
致谢  130-131
作者简介  131
攻读博十学位期间发表学术论文情况  131-132

褐煤提质及其燃烧行为特性的研究

内容摘要

全文目录

相似论文