生物质和高硫劣质煤混烧固硫及灰熔融特性研究

论文摘要

由于水电、核电、风电等一次电力的大规模开发还面临着一些制约因素,在未来几十年里,煤炭在我国能源供应方面仍占主要地位。在我国煤炭储量中,高硫煤占20%,如何有效利用这部分资源,同时降低污染物的排放是我们面对的一个重要课题。生物质具高挥发分、高活性、低灰、低氮、几乎不含硫的特点,与煤混烧有利于降低NOx、SO2的排放,减少“酸雨”的形成。因此加强生物质和煤混烧技术的研究,特别在生物质和高硫煤混烧方向上,具有一定的学术意义和应用前景。本文采用实验研究的方法对小麦杆、棉花杆、玉米杆、木屑和玉米芯五种常见农作物生物质分别与高硫劣质煤混烧的固硫特性和灰熔融特性进行了研究,考察了不同混合比、温度及生物灰成分等因素对固硫率的影响,探索了生物质种类与混合比对灰熔融特性的影响规律,分析了引起灰熔融特性变化的原因。生物质与高硫劣质煤的固硫特性研究表明,温度对固硫效果影响较大,总固硫率随温度的升高而下降,实际固硫率则随温度的升高略有波动;相同温度下生物质含量越高,固硫效果越好;生物质种类不同,固硫效果也不相同,生物质中氯、碱金属含量较高的生物质对固硫效果的影响相对较大。生物质与高硫劣质煤混烧的灰熔融特性研究表明:混烧生物质能降低灰熔点,生物质混烧比例越高,灰熔点下降幅度越大;由于生物质中灰分含量远小于高硫劣质煤,在低混烧比时,混灰的TG-DSC曲线基本体现煤灰的熔融特性;随着混烧比例的提高,生物质对混灰TG-DSC曲线的影响越明显。本文实验研究了五种常见农作物生物质分别与高硫劣质煤混烧的固硫特性和灰熔融特性,得到了温度、配比等因素对固硫特性的影响规律,为生物质和高硫劣质煤混烧固硫以及工业应用提供了重要的技术和理论支撑。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 生物质和煤混烧技术
• 1.3 生物质和煤混烧固硫特性研究现状
• 1.4 生物质和煤混烧的积灰、结渣特性研究现状
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 2 生物质和高硫劣质煤混烧的固硫特性研究
• 2.1 概述
• 2.2 工业分析及含硫量测定
• 2.3 实验方法及设备
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 实验设备
• 2.4 实验结果及分析
• 2.4.1 生物质与高硫劣质煤中硫的析出规律
• 2.4.2 不同生物质对固硫率的影响
• 2.5 小结
• 3 生物质和高硫劣质煤混烧的灰熔融特性研究
• 3.1 概述
• 3.2 实验方法及设备
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 实验设备
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 不同生物质对灰熔点的影响
• 3.3.2 高硫劣质煤灰、生物质灰的TG-DSC 曲线分析
• 3.3.3 生物质和高硫劣质煤混灰的TG-DSC 曲线分析
• 3.3.4 升温速率对TG-DSC 曲线的影响
• 3.4 小结
• 4 结论
• 4.1 本文主要结论
• 4.1.1 生物质和高硫劣质煤混烧的固硫特性
• 4.1.2 生物质和高硫劣质煤混烧的灰熔融特性
• 4.2 进一步研究工作的建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文