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金属化合物催化煤燃烧规律的实验研究

作　者: 姜建勋
导　师: 鄢晓忠
学　校: 长沙理工大学
专　业: 热能与动力工程
关键词: 金属化合物 催化燃烧 煤 热重分析
分类号: TK16
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


煤燃烧是一个相当复杂的化学反应过程,煤中金属化合物的存在又对煤的燃烧特性和煤灰熔融特性有较大的影响。为研究不同金属化合物及相同金属化合物不同含量时对煤的燃烧特性和煤灰熔融特性的影响规律,本文选用湖南省宁乡煤炭坝烟煤做为煤样,通过如下两种方案试验:第一:对试验煤样分别外加相同比例的不同金属化合物（ CaO, Fe2O3,NaCl,MgO）时,通过对试验数据的研究分析,寻找不同金属化合物对煤的燃烧特性和煤灰熔融特性的影响。第二:对试验煤样分别外加相同金属化合物不同比例（2%、4%、6%、8%）时,研究试验煤样的燃烧特性和煤灰熔融特性的变化规律。通过对不同试样外加金属化合物做热重实验,然后对热天平试验中所呈现的各种数据进行分析和研究,结合其着火特性、燃烬特性、综合燃烧特性、反应放热性能特性以及燃烧机理和动力学特性进行了研究,计算出不同温度阶段的动力学方程和燃烧动力学参数。从而得出金属化合物催化煤燃烧的变化规律:金属化合物对煤样燃烧动力学特征有一定的影响,不仅可以降低煤样的着火温度,改善煤样的着火性能,还可以提高煤样的燃烧放热量和燃尽水平,因此,可以通过改变煤中金属化合物的含量来预防和减轻锅炉结渣。通过本文对金属化合物催化煤燃烧的变化规律,为金属化合物与煤的混合燃烧技术的发展提出了理论指导,也为今后煤中掺入垃圾混合燃烧提供了一定的理论依据。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 本文的研究目的及意义  10-11
  1.2 金属化合物对煤结渣特性的影响  11-16
    1.2.1 煤中矿物质的分类  11
    1.2.2 煤中矿物质的组成  11-12
    1.2.3 矿物质中的主要元素及其存在形式  12-14
    1.2.4 煤中矿物质成分对灰熔融特性的影响  14-15
    1.2.5 煤灰成分对灰渣粘度的影响  15-16
  1.3 催化燃烧技术国内外研究现状  16-17
  1.4 本文的主要内容  17-19
第二章 实验方案及方法  19-27
  2.1 煤样的选取及制备  19-20
    2.1.1 煤样的选取  19
    2.1.2 煤样的制备  19-20
  2.2 金属化合物的选择  20-21
  2.3 分析样品的制备  21-22
    2.3.1 分析试样的制备  21
    2.3.2 灰样的制取  21-22
  2.4 实验仪器及原理  22-26
    2.4.1 灰熔融性测试仪  22-23
    2.4.2 热重分析仪  23-26
  2.5 实验方案  26-27
第三章 金属化合物对煤催化燃烧的影响  27-41
  3.1 热重分析基本理论  27-29
  3.2 实验结果及数据  29-32
  3.3 燃烧特性分析  32-41
    3.3.1 不同比例金属化合物时对煤失重率的影响  32-34
    3.3.2 同比例下不同金属化合物对煤燃烧反应速率的影响  34-36
    3.3.3 金属化合物对可燃性指数及燃烧稳定性的影响  36-38
    3.3.4 金属化合物对试样燃烬特性的影响  38-41
第四章 金属化合物催化煤燃烧特性的影响  41-47
  4.1 煤热解动力学方程  41-43
  4.2 金属化合物对煤热解动力学方程分析  43-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章 金属化合物对煤灰熔融特性的影响  47-58
  5.1 相同金属化合物不同比例时对煤灰熔融特性的影响  47-53
    5.1.1 NaCl 对煤灰熔融特性的影响  47-49
    5.1.2 CaO 对典型煤样熔融特性的影响  49-50
    5.1.3 MgO 对典型煤样熔融特性的影响  50-51
    5.1.4 Fe_2O_3 对典型煤样熔融特性的影响  51-53
  5.2 相同比例时不同金属化合物对煤灰熔融特性的影响  53-57
    5.2.1 2%的金属化合物时对煤灰熔融特性的影响  53
    5.2.2 4%的金属化合物时对煤灰熔融特性的影响  53-55
    5.2.3 6%的金属化合物时对煤灰熔融特性的影响  55
    5.2.4 8%的金属化合物时对煤灰熔融特性的影响  55-57
  5.3 本章小节  57-58
第六章 结论  58-61
  6.1 总结  58-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
附表  66-75
附录 A:攻读学位期间参加科研项目和发表论文情况  75-76
  1. 参加的科研项目  75-76
  2. 发表的论文  76

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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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