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高硅煤燃烧矿物演化和絮凝特性的实验研究
作 者: 杨艳
导 师: 张军营;郑楚光
学 校: 华中科技大学
专 业: 热能工程
关键词: 高硅煤 煤燃烧 矿物 颗粒物 絮凝
分类号: TK16
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
颗粒物(Particulate Matter,PM)是我国城市空气的首要污染物,对人体健康和生态环境造成了严重危害。燃煤过程是PM的重要来源,其贡献已超过33%,对燃煤颗粒物形成机理和排放规律的研究是进行PM危害评价、法规制定和排放控制的重要基础。云南宣威地区是肺癌高发区,国外学者对当地高硅燃煤产生的危害已有研究,但对高硅煤燃烧过程中的矿物迁移和颗粒物形成特性尚未涉及。本文选取7种高硅煤和2处宣威地区电厂灰样进行了矿物组合成分分析和微观特征研究;利用沉降炉实验对高硅煤的颗粒物生成机理进行了实验研究;对高硅灰团聚过程中的絮凝特性进行了实验探讨。高硅煤主要含硅矿物为石英和高岭石,石英在较小粒径粉煤灰颗粒中含量较高。高岭石是莫来石的主要来源。石英颗粒为表面光滑的不规则晶体。高硅粉煤灰比电阻随温度的升高而升高,在温度为150℃时达到最大值,之后当温度继续上升时,由于粉煤灰的容积导电增强,比电阻下降。粒径越细飞灰的比电阻峰值越高,随着粉煤灰中Si含量的增高,比电阻也呈增大趋势,除尘效率降低。高硅煤沉降炉燃烧实验结果表明,温度升高细颗粒明显增加。PM10总排放浓度也具有随温度升高而增大的趋势。SiO2在粗颗粒中含量明显高于细颗粒,细颗粒中SO3明显高于粗颗粒。PM1.0中主要元素为S和O,S主要以硫酸盐形式存在。团聚剂中燃煤细颗粒主要通过高分子链的吸附架桥作用发生团聚;PAM、XTG、CMC,3种高分子化合物均能有效促进高硅燃煤细颗粒团聚,其中,XTG对高硅灰的团聚效果最为明显。XTG浓度不宜大于0.1g·L-1。温度升高,团聚剂絮凝能力增强。PAM团聚剂中,非离子表面活性剂对燃煤细颗粒的团聚有促进作用,阴离子表面活性剂及磷酸对细颗粒的团聚起抑制作用。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-9 1 绪论 9-16 1.1 研究背景 9-10 1.2 煤中矿物转化及颗粒物生成机理的研究 10-13 1.3 燃煤超细颗粒物团聚技术的研究概况 13-14 1.4 本文研究内容 14-16 2 高硅煤矿物组成及迁移转化 16-38 2.1 引言 16-18 2.2 高硅煤灰样品及测试仪器 18-19 2.3 高硅煤矿物迁移及飞灰比电阻分析 19-37 2.4 本章小结 37-38 3 高硅煤燃烧过程中灰颗粒的形成和排放 38-48 3.1 引言 38 3.2 沉降炉实验及分析方法 38-42 3.3 颗粒物生成特性分析 42-46 3.4 本章小结 46-48 4 高硅灰团聚过程中絮凝机理的实验研究 48-56 4.1 引言 48-49 4.2 絮凝实验方案及样品分析 49-50 4.3 结果分析 50-54 4.4 本章小结 54-56 5 全文总结及下一步工作建议 56-59 5.1 全文总结 56-57 5.2 下一步工作建议 57-59 致谢 59-60 参考文献 60-64 附录 硕士期间发表论文及申请专利 64
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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 燃料与燃烧
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