组分对准东煤灰烧结特性的影响机理

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1、硕士学位论文组分对准东煤灰烧结特性的影响机理THEINFLUENCEMECHANISMOFCOMPONENTONSINTERINGCHARACTERISTICSOFZHUNDONGCOALASH石运鑫哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TK224.1学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工程硕士学位论文组分对准东煤灰烧结特性的影响机理硕士研究生：石运鑫导师：吴少华教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TK224U.D.C：621.18Disse

2、rtationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEINFLUENCEMECHANISMOFCOMPONENTONSINTERINGCHARACTERISTICSOFZHUNDONGCOALASHCandidate：ShiYunxinSupervisor：Prof.WuShaohuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScience&Eng.DateofDefence：June,2018Degr

3、ee-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要准东煤田位于中国新疆准东地区，由于其储量大、成本低的特点，在近几年间受到了各高校和工业界的广泛关注，并有望在未来几十年成为研究热点。然而，准东煤灰中碱及碱土金属(AAEMs)含量相当高，在性质上和维多利亚褐煤具备较大相似性。煤灰中高含量的AAEMs（特别是钠元素）已被认为是引起严重灰问题的主要原因，比如沾污、腐蚀和结渣等。准东煤灰产生强沾污的机理与其他煤灰不同，可以概括为“沾污烧结”。该现象的出现会导致锅炉尾部烟道产生严重的积灰，对锅炉的安全运行，还会大大降低电厂效率

4、。因此为了研究准东煤灰的烧结特性及不同成分造成的影响，本文中选择预处理准东煤灰和氧化物负载煤灰为实验样品，利用压降烧结设备、收缩率测量实验设备、小型拉压力试样机和ImagePro等实验设备和软件，结合电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜，对准东煤灰的烧结特性进行系统的研究。首先，利用分级萃取的方法处理准东煤，以ICP-AES分析结果为依照，按照水溶类、可离子交换类、酸溶类和不溶类对准东原煤中AAEMs进行类别区分。同时分析了不同萃取阶段中某些参数对于萃取效率的影响，合理选择最佳萃取参数可以提高萃取效率。其次，分别选择浸渍法和干混法向准东煤中搭载不同物质，改变准

5、东煤及其灰分的组成成分。自主设计了一套新型的低、高温灰分制备方法，并对该方法进行验证，结果表现良好。按照国家标准测定了不同预处理煤在低、高温下的成灰率，并对产生差异的原因进行分析。然后，设计了三种灰分成型模具，比较了三者的优缺点，并选择了相对合理的成型模具设计方案。分别利用压降法、收缩率测定法和压溃强度法测量不同灰分的烧结温度，并以碱酸比为变量分析其与烧结温度的关系，提出了两者之间的关联式。最后，利用XRD测定烧结前后煤灰中的矿物成分，推测在烧结过程中产生的物相迁移规律，着重分析在烧结过程中含Na、Ca元素矿物的转化，结合现有研究成果讨论不同成分对烧结的影响机理。通过SEM观察各

6、煤灰在不同温度下的微观形貌，表征烧结前后的典型微观现象，辅助分析烧结机理。关键词：准东煤；AAEMs；分级萃取；煤灰组分；烧结参数；机理特性-I-AbstractAbstractTheZhundongcoalfieldislocatedintheZhundongareaofXinjiang,China.Becauseofitslargereserves,lowcost,andsmallenvironmentalthreats,ithasreceivedextensiveattentionfromuniversitiesandindustryinrecentyearsandisex

7、pectedtobecomearesearchhotspotinthecomingdecades.However,itissohighthatthecontentsofalkaliandalkalineearthmetals(AAEMs)inZhundongcoalash,andtheyaresimilarwithVictorialignite.HighcontentsofAAEMs(especiallysodium)incoalashhavebeenidentifiedasth