生物质油水煤浆的研制和燃烧特性研究

论文摘要

本文将水葫芦与福建无烟煤、重油以及水混合，在合适分散剂的作用下研制成生物质油水煤浆，作为重油的替代品用于燃烧。将水葫芦的能源化处理与现代洁净煤技术相结合，既可以有效的解决水葫芦所造成的环境污染问题，又可以充分利用水葫芦中的热能，变废为宝，还可以提高煤炭的燃烧效率。本文主要集中于生物质油水煤浆试验研究的以下几个方面：（1）使用激光粒度分析仪分析了煤颗粒的分布情况，重点研究了煤颗粒分布对生物质油水煤浆成浆性能的影响。对永安煤不同颗粒分布进行了成浆性试验，实验结果得出：在研磨时间为16分钟时，所制备的生物质油水煤浆的粘度，稳定性能，均能达到工业制浆的要求。（2）研究了三种福建无烟煤在不同种分散剂下制备的生物质油水煤浆的成浆性。结果表明：在添加2～5%的水葫芦（干基），1520%的重油，1%的分散剂，4045%的粉煤，其余为水，制得的生物质油水煤浆表观粘度均在0.81.2Pa·s之间，且稳定性较好，符合国家《水煤浆技术条件》（GB/T18855-2002）标准。因此水葫芦与福建无烟煤粉一起制成生物质油水煤浆是可行的。另外研究结果还表明，随着水葫芦添加量的提高，生物质油水煤浆的表观粘度逐渐上升；当温度低于60℃时生物质油水煤浆的表观粘度随温度升高而下降；还研究了三种不同分散剂的对生物质油水煤浆成浆性能的影响因素，研究结果表明，聚苯乙烯的成浆性能要高于木质素磺酸钠和亚甲基甲醛缩合磺酸钠的成浆性能。（3）使用热天平静态实验研究了生物质油水煤浆的燃烧特性及其机理。研究了生物质含量、升温速率、空气流量对生物质油水煤浆的燃烧特性的影响，并对燃烧反应的活化能进行了研究。结果表明生物质油水煤浆的可燃性指数C及综合燃烧指数S大于原煤、水煤浆、油水煤浆，并随着生物质含量的增加而增大；生物质油水煤浆的着火温度及燃尽温度均小于原煤，油水煤浆，随着生物质添加量的增加呈降低趋势。综上所述，本实验所制备的生物质油水煤浆具有很好的流变特性和燃烧特性。因此，将生物质的能源化过程与煤浆技术相结合具有很好的发展前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 煤浆技术发展概况
• 1.3 油水煤浆技术概况
• 1.3.1 油水煤浆目前国内外研究现状
• 1.3.2 目前油水煤浆技术存在的问题和发展趋势
• 1.4 福建无烟煤与水葫芦概况
• 1.4.1 福建无烟煤概况
• 1.4.2 水葫芦综合利用概况
• 1.5 生物质与煤结合应用技术
• 1.5.1 生物质与煤共燃技术
• 1.5.2 生物质与煤共气化技术
• 1.5.3 生物质型煤技术
• 1.5.4 生物质煤浆技术
• 1.6 本课题主要研究内容及目标
• 第二章 生物质油水煤浆制备及物性的测定
• 2.1 实验仪器与药品
• 2.2 实验煤样及水葫芦性能分析
• 2.2.1 煤样的工业及元素分析
• 2.2.2 煤样的比表面积和孔径分析
• 2.2.3 三种无烟煤的红外光谱
• 2.2.4 水葫芦性能分析
• 2.3 生物质油水煤浆的制备
• 2.3.1 普通水煤浆制备
• 2.3.1.1 水煤浆成浆原理
• 2.3.1.2 水煤浆制备工艺
• 2.3.1.3 水煤浆流变特性
• 2.3.1.4 水煤浆稳定特性
• 2.3.2 生物质油水煤浆的制备及性能的测定
• 2.3.2.1 生物质油水煤浆的制备工艺
• 2.3.2.2 生物质油水煤浆流变特性的测定
• 2.3.3.3 生物质油水煤浆稳定性测定
• 2.4 本章小结
• 第三章 生物质油水煤浆成浆特性实验结果与讨论
• 3.1 煤颗粒分布对生物质油水煤浆成浆特性的影响
• 3.1.1 不同磨矿时间下粉煤粒度分布的测定
• 3.1.1.1 实验煤样的制备
• 3.1.1.2 不同球磨时间下粉煤颗粒粒径分布
• 3.1.2 不同球磨时间下粉煤所制备的生物质油水煤浆的成浆特性实验结果
• 3.2 重油含量对生物质油水煤浆表观粘度的影响
• 3.3 分散剂含量对生物质油水煤浆表观粘度的影响
• 3.4 煤种对生物质油水煤浆表观粘度的影响
• 3.5 分散剂种类对生物质油水煤浆表观粘度的影响
• 3.6 温度对生物质油水煤浆表观粘度的影响
• 3.7 生物质油水煤浆稳定特性试验结果与讨论
• 3.8 本章小结
• 第四章 生物质油水煤浆燃烧特性及燃烧动力学研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验样品
• 4.1.2 实验仪器与方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 燃烧特性曲线及分析
• 4.2.1.1 生物质的燃烧特性曲线分析
• 4.2.1.2 重油燃烧特性曲线分析
• 4.2.1.3 粉煤、油水煤浆、生物质油水煤浆 TG 曲线
• 4.2.2 燃烧特性表征参数
• 4.2.3 主要的燃烧特性的表征
• 4.2.3.1 着火特性
• 4.2.3.2 可燃性指数
• 4.2.3.3 综合燃烧特性指数
• 4.2.4 着火及燃尽特性
• 4.2.5 综合燃烧特性
• 4.2.6 生物质油水煤浆燃烧特性影响因素研究
• 4.2.6.1 升温速率对生物质油水煤浆燃烧特性的影响
• 4.2.6.2 空气流量对生物质油水煤浆燃烧特性影响
• 4.3 生物质油水煤浆燃烧动力学的研究
• 4.3.1 燃烧动力学参数求解方法
• 4.3.2 燃烧动力学参数
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简历
• 在读期间发表的论文情况