生物质与煤混烧灰特性及成灰改性实验研究

《生物质与煤混烧灰特性及成灰改性实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201270940学校代码10487密级硕士学位论文生物质与煤混烧灰特性及成灰改性实验研究学位申请人：尤默学科专业：热能工程指导教师：苏胜副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringStudyontheCharacteristicsandmodificationexperimentofAshduringCo-firingofBiomassandCoalCandidate：YOUMoMajor：

2、ThermalEngineeringSupervisor：AssociateProf.SuShengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.China21,May,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要当今世界能源与环境问题日益突出，生物质能源作为一种清洁可再生能源受到了越来越多的关注。生物质与煤混烧是现在生物质利用的主要方向之一

4、，但生物质与煤混烧灰的灰熔点往往低于煤的灰熔点，给混烧过程带来诸多不利影响，需要对其进行进一步研究。本文首先将烟杆与煤在不同掺混比例（0%、10%、20%、50%、85%、100%）和不同灰化温度（600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃）下进行混烧，研究其成灰特性结果发现：随着烟杆掺烧比例的增加，混烧灰中KCl和NaCl矿物质晶相含量增加明显，混烧灰熔融特征温度呈现非线性下降趋势，结渣倾向趋于严重。随着灰化温度的升高，碱金属K、Na趋向于以长石类形态存在，混烧灰熔融特征温度呈现先下降后趋于平缓的趋势。为了改善烟杆与煤混烧成灰特性，本文接着利用

5、浸洗台架将不同水温（25℃、60℃）下去离子水和稀硝酸浸洗后的烟杆与煤进行混烧，分析其在不同灰化温度下的成灰特性。结果表明：水洗和酸洗烟杆过程对碱金属的脱除具有很好的效果，碱金属矿物质受浸洗影响最大，酸洗对含Na矿物质的脱除要好于水洗，水洗对S元素的脱除效果较好，而酸洗对S元素的脱除起到阻碍的作用。浸洗温度对脱除效果影响不大。实验条件下改善效果最好的是25℃水洗条件下的混烧灰熔融特性。同时，本文在烟杆与煤掺烧相同的条件下，将污泥与煤进行混烧，研究其成灰特性发现：随着添加污泥比例的增加，CaSO4逐渐分解并与磷酸根反应生成Ca3(PO4)2，高含量的磷酸根降低了石膏的

6、分解温度，同时有Ca10Na(PO4)7的出现，较高的含磷量对碱金属的固定有一定作用，灰熔融特征温度呈现先下降后上升的趋势，污泥和煤的掺混生成了低温共融物。随着灰化温度的升高，污泥与煤混烧成灰中K、Na等变化量都较小，磷灰石和磷钙石在800℃与混烧燃料中的K、Na发生反应，生成Ca10Na(PO4)7和Ca10K(PO4)7，发生了固碱金属反应。随着灰化温度的升高，灰熔融特I华中科技大学硕士学位论文征温度的变化趋势较为平缓，呈现出先略微上升后略微下降的趋势。最后，基于污泥富磷含量的特点，本文将污泥作为添加剂与烟杆和煤进行了不同温度下的混烧，研究含磷生物质对烟杆与煤混

7、烧成灰特性的改善效果。结果发现，碱金属在磷酸盐存在时与硅铝酸盐反应变缓，这也有利于缓解混烧灰的结渣特性，混烧灰熔融特性得到明显改善。通过污泥添加到烟杆与煤混合燃料中控制结渣是可行的。在本实验条件下，基于混烧灰软化温度和煤灰成分结渣判别指标相关性分析可知，综合指数对生物质与煤混烧成灰熔融特性变化规律的预测较为准确。关键词：混烧；碱金属；磷；预处理；灰熔融II华中科技大学硕士学位论文AbstractNowadays,whileworldenergyandenvironmentalissuesisbecomingincreasinglyprominent,biomas