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褐煤混煤灰熔融特性试验研究

作　者: 肖毅
导　师: 李瑛
学　校: 昆明理工大学
专　业: 工程热物理
关键词: 褐煤灰灰熔融特性热分析正交分析回归模型
分类号: TD849.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

云南地处高原,褐煤储量丰富,褐煤有发热量低,水分大,挥发分高的特点。云南褐煤灰熔点低,锅炉燃用这类褐煤时容易在炉膛受热面上结渣,影响锅炉运行的经济性和安全性。因此,研究褐煤灰的熔融特性具有重要意义。本文选用小龙潭褐煤灰为研究对象,先锋褐煤灰作为参照对象。借助热重分析仪、X射线衍射仪和灰熔点仪研究单煤煤灰的熔融特性得出煤灰样中矿物组成和矿物热行为的不同导致煤灰的熔融特性不同。为进一步探讨影响褐煤灰熔融性的因素,向小龙潭褐煤灰中添加不同比例的先锋褐煤灰、向两种褐煤灰样中分别添加不同比例的碱性金属氧化物(CaO)及残碳和将两种褐煤灰样置于不同的反应气氛中进行试验研究。实验结果表明：(1)向小龙潭褐煤灰中添加不同比例的先锋褐煤灰时,随着先锋煤灰在配煤中比例的增加,配煤灰的矿物形态和物相都发生很大的变化,灰样的熔融特性温度是逐渐升高的；(2)向两种褐煤灰样中添加不同比例的碱性金属氧化物(CaO)时,小龙潭褐煤灰的熔融特性温度随着的CaO添加量的增加呈先上升后下降又上升的趋势,当CaO添加量达到6%时,小龙潭褐煤灰的熔融特性温度达到最大值。先锋褐煤灰的熔融特性温度随着的CaO添加量的增加呈上升趋势,这与利用硅铝比来判定煤灰熔融特性的规律是一致的；(3)将两种褐煤灰样置于不同的反应气氛中,两种褐煤灰在氧化性气氛下熔融特性温度比在还原性气氛中高出约50℃左右；(4)向两种褐煤灰样中添加不同比例的残碳时,两种褐煤灰的熔融特性温度随着残碳含量的添加呈现先升高后降低又缓慢升高的趋势。小龙潭褐煤灰中当残碳添加量为2%时,先锋褐煤灰中当残碳添加量为4%时,两种褐煤灰的熔融特性温度分别达到了最高值。为得出影响小龙潭褐煤灰熔融特性温度的试验因素,利用正交设计软件和响应曲面优化软件对影响煤灰熔融特性温度的因素进行正交分析。(1)用正交设计软件选取3因素2水平正交表进行计算得出,残碳对小龙潭褐煤灰熔融特性温度的影响较添加先锋褐煤灰量和CaO的添加量对其的影响而言很小,可以忽略不计,从而得出小龙潭褐煤煤灰混合时最佳熔融特性温度的试验因素是先锋褐煤灰的添加量为40%,CaO的添加量为6%,此时混煤灰的熔融特性温度为1184℃。(2)用响应曲面优化软件选取3因素3水平进行拟合计算,由得到的响应曲面图可知,先锋褐煤灰的添加量对混合煤灰熔融特性温度的影响显著些,得出最佳的熔融特性温度的试验因素是先锋褐煤灰的添加量为40%,CaO的添加量为6%,残碳的添加量为6%,此时混煤灰的熔融特性温度为1178℃。两种方法计算得出显著影响煤灰熔融特性温度的因素上基本是一致的。为了进一步研究灰组分对煤灰熔融特性温度的影响,本文选取35组煤灰样灰熔融特性温度数据,利用SPSS软件进行统计回归性分析计算,得到煤灰组分与熔融特性温度之间的多项式回归模型,代入小龙潭褐煤灰组分和先锋褐煤灰组分进行验证。

褐煤混煤灰熔融特性试验研究

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