不同地质年代的煤灰成分及熔融特性规律

论文摘要

电站锅炉的结渣问题普遍存在,是目前危及锅炉安全经济运行的主要因素之一。在我国,煤种较多,煤质多变,使得结渣问题尤为突出。煤质特性对锅炉结渣的影响最大,所以煤灰熔融特性是判断锅炉结渣的重要依据。不同煤种有着不同的矿物质组成及含量,在加热过程中,矿物质本身及矿物质之间要发生化学反应而生成新的矿物质,同时矿物质之间还可能发生低温共熔现象,使煤灰的熔融特性变得非常复杂。由于成煤时间的不同,煤炭可以按照地质年代来划分,不同地质年代的煤种因为成煤环境的差异,其内部的矿物质含量和构成都存在着不同,同样也影响着煤灰的熔融特性。另外,煤炭在开采的过程中,由于煤层顶、底板和夹矸层中矸石的存在,不可避免地混入外来矿物质,不同地质年代的煤种,因为地质条件不同,外来矿物质对煤灰熔融性的影响也不相同。本文选取不同地质年代的典型煤种,归纳总结出在不同的地质年代,煤灰的原始成分、混入外灰以及灰熔点的特征。利用热重法和差示扫描量热法（TG-DSC）,通过对煤灰升温过程在TG-DSC曲线上的表现特征进行分析,研究不同地质年代的煤灰内矿物组成差异对熔融特性的影响规律。利用X-射线衍射物相分析法（XRD）对煤样、灰样及高温灰样进行矿物质的定性分析,具体研究不同地质年代的煤和煤灰的矿物质构成差异性。观察高温灰的形态,预测结渣倾向,为避免锅炉结渣而进行相应的选煤工作提供一定的参考。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 能源及煤炭发展概况
• 1.1.1 世界能源发展概况
• 1.1.2 中国能源状况特点
• 1.2 燃煤锅炉结渣及其影响
• 1.2.1 结渣机理
• 1.2.2 锅炉结渣及其危害
• 1.2.3 煤灰的熔融性对结渣的影响
• 1.3 煤灰熔融特性研究的现状与意义
• 1.4 本文主要研究内容和方法
• 1.5 本章小结
• 2 煤炭的形成及煤质特征
• 2.1 成煤植物
• 2.1.1 成煤植物的有机组成及化学性质
• 2.1.2 我国各时代成煤植物主要特征
• 2.2 成煤过程
• 2.3 煤炭的地质年代
• 2.4 我国煤炭资源分布状况及煤类煤质特征
• 2.4.1 我国的含煤地层
• 2.4.2 煤炭资源的地理分布特点
• 2.4.3 煤类的地理分布特点
• 2.4.4 我国煤炭资源的煤质特征
• 2.5 我国各主要成煤期的聚煤特征
• 2.5.1 早石炭纪聚煤特征
• 2.5.2 石炭二叠纪聚煤特征
• 2.5.3 二叠纪聚煤特征
• 2.5.4 侏罗纪聚煤特征
• 2.5.5 早白垩纪聚煤特征
• 2.6 本章小节
• 3 煤中矿物质及煤灰的熔融特性
• 3.1 煤中矿物质的主要元素及其存在形式
• 3.1.1 矿物质的主要元素
• 3.1.2 矿物质的主要存在形式
• 3.1.3 煤的灰分及灰分的形成
• 3.2 煤中常见矿物质的热态行为
• 3.2.1 煤中常见矿物质的加热转变
• 3.2.2 煤中的灰成分在燃烧过程中形态变化
• 3.3 煤灰的熔融特性
• 3.3.1 煤灰的成分
• 3.3.2 研究煤灰熔融性的常用分析方法
• 3.3.3 煤灰成分与煤灰熔融特性的关系
• 3.3.4 由煤灰成分推导灰熔融性温度的方法
• 3.4 影响煤灰熔融性的因素
• 3.4.1 气氛性质煤灰熔融性的影响
• 3.4.2 添加剂对煤灰熔融性的影响
• 3.5 影响测定煤灰熔融性主要因素
• 3.6 本章小结
• 4 热分析的方法研究不同地质年代的煤灰熔融性
• 4.1 煤灰成分的构成
• 4.2 煤及煤灰在高温中反应后的常见矿物质
• 4.3 本章主要研究内容
• 4.4 不同地质年代原始煤灰样的熔融特性
• 4.4.1 热重试验设备介绍
• 4.4.2 灰样的选取
• 4.4.3 DSC-TG方法分析不同成煤期的煤灰熔融性
• 4.5 外灰的混入对煤灰熔融性的影响
• 4.6 外灰的混入对锅炉结渣的影响
• 4.7 本章小结
• 5 X-射线衍射物相分析法研究煤灰矿物质
• 5.1 X-射线衍射分析的原理及物相分析方法
• 5.1.1 X-射线衍射原理
• 5.1.2 物相分析方法
• 5.2 实验条件
• 5.3 实验结果汇总
• 5.4 实验结果分析
• 5.4.1 矿物质成分的差异性
• 5.4.2 高温灰的物相分析及熔融形态
• 5.5 本章小节
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 攻读硕士期间发表论文