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气流床煤气化灰渣的特性研究

作　者: 卢珊珊
导　师: 龚欣
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 气化渣样可燃物含量矿物组成元素分布粘附特性
分类号: TQ541
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文主要以粉煤加压气流床煤气化中试装置生成渣样以及Shell气化炉、宁煤GE废热锅炉生成飞灰为研究对象分析了气流床煤气化灰渣的特性。重点就粉煤加压气化中试装置生成渣样的可燃物含量,表观形态,粒度分布,矿物质组成以及渣中元素的迁移等特性进行深入的分析,探讨温度对这些因素的影响。另外,对飞灰的粘附行为开展了探索性研究。通过对渣中的可燃物含量和粒度分布的测定,发现粗渣和细渣中的可燃物含量有较大的差别,这与煤颗粒在气化炉内经历的路径不同有关。渣中的可燃物含量还与操作条件氧煤比以及煤种密切相关。氧煤比越高,可燃物含量就越低,颗粒的粒度也越大。原煤中部分元素的含量也会对可燃物含量和渣样的粒度造成较大影响。采用SEM, XRD, XRF, ICP-AES等分析手段对原煤以及渣样的表观形态,渣中的矿物质组成以及常量元素、痕量元素进行了分析。发现温度对这些因素有较大的影响：温度越高,渣样的表面越致密,渣中的矿物质的晶型会发生改变。温度对元素迁移尤其是痕量元素的迁移和富集有较大影响,痕量元素趋向于在低温渣样中富集。采用Fact-Sage热力学软件对气化过程元素的迁移过程进行模拟,并与实际的分析结果进行比较。为进一步了解痕量元素的行为提供依据。设计测定飞灰颗粒的粘附特性的实验装置,发现温度对飞灰的粘附特性同样具有较大的影响,在某一温度下颗粒的粘附性会大大增加。飞灰除了对材料具有粘附特性以外,还会对材料造成一定的腐蚀。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章引言  9-11
  1.1 课题背景  9
  1.2 本文的研究内容  9-11
第2章文献综述  11-27
  2.1 灰渣的特性研究概述  11-15
    2.1.1 渣样的形态特征的研究  11-13
    2.1.2 渣中的残碳的研究  13
    2.1.3 矿物质组成的研究  13-15
  2.2 渣中痕量元素迁移的研究  15-21
    2.2.1 煤中的痕量元素  16-17
    2.2.2 痕量元素的赋存状态研究  17
    2.2.3 痕量元素的研究现状  17-19
    2.2.4 痕量元素的热力学平衡计算  19-21
  2.3 飞灰的粘附特性的研究  21-26
    2.3.1 颗粒的粘附力  21
    2.3.2 影响粘附性的因素  21-22
    2.3.3 飞灰粘附特性的预测  22-23
    2.3.4 颗粒粘附性的测定  23-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章粉煤加压气流床煤气化中试渣样的特性分析  27-42
  3.1 原煤的性质  27-28
    3.1.1 工业分析和元素分析  27
    3.1.2 原煤的灰组成分分析  27-28
  3.2 粉煤加压气化装置流程和渣样的采集  28-32
    3.2.1 粉煤加压气化装置和流程  28-29
    3.2.2 渣样的采集和残碳分析  29-32
  3.3 渣样的粒度和形态的研究  32-36
    3.3.1 渣样的粒度以及粒度分布与氧煤比的关系  32-35
    3.3.2 渣样的微观形态研究  35-36
  3.4 渣样中的矿物组成研究  36-40
    3.4.1 矿物质组成分析方法  36-37
    3.4.2 田坝煤中矿物质组成的研究  37-38
    3.4.3 南屯煤中矿物质组成的研究  38-40
  3.5 本章小结  40-42
第4章气流床煤气化灰渣中的元素富集的研究  42-56
  4.1 元素的分析方法  42
  4.2 常量元素的富集  42-45
    4.2.1 田坝煤及渣中常量元素的分析  43-44
    4.2.2 南屯煤及渣中常量元素的分析  44-45
  4.4 渣中痕量元素的富集  45-49
    4.4.1 挥发性元素Se,As,Pb,Cd的富集  46-47
    4.4.2 半挥发元素Zn,Ni,Cu的富集  47-48
    4.4.3 不挥发元素Ba,V的富集  48
    4.4.4 温度对元素富集的影响  48-49
  4.5 煤气化过程中痕量元素的热力学模拟  49-55
    4.5.1 挥发性元素的迁移As,Se,Cd,Pb的迁移过程模拟  50-52
    4.5.2 半挥发元素Zn,Ni,Cu的迁移模拟  52-54
    4.5.3 不挥发元素Ba,V的迁移过程模拟  54-55
  4.6 本章小结  55-56
第5章气流床煤气化飞灰粘附特性探索研究  56-66
  5.1 飞灰性质  56-58
    5.1.1 飞灰的粒度  57
    5.1.2 飞灰的粘附性的预测  57-58
  5.2 粘附性实验装置  58-61
  5.3 温度对粘附性的影响  61-64
    5.3.1 不同温度下飞灰对玻璃试管的粘附性  61-62
    5.3.2 不同温度下飞灰对不同材料的粘附性  62-63
    5.3.3 不同飞灰对废热锅炉材料粘附的影响  63-64
  5.4 本章小结  64-66
第6章结论  66-68
参考文献  68-73
致谢  73

气流床煤气化灰渣的特性研究

内容摘要

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