【摘要】：準(zhǔn)東煤燃燒會釋放大量的堿金屬鈉(Na)。釋放的堿金屬會引起結(jié)渣、腐蝕等問題,降低換熱器的使用效率和減少鍋爐的使用壽命。對準(zhǔn)東煤燃燒過程中的堿金屬釋放進(jìn)行在線檢測,對準(zhǔn)東煤的清潔利用,提高鍋爐換熱效率,保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。本文利用對準(zhǔn)東煤的燃燒進(jìn)行了在線檢測分析。首先,設(shè)計并搭建了一個基于火焰發(fā)射光譜法的堿金屬標(biāo)定及煤顆粒燃燒實驗檢測臺。對采集的光譜進(jìn)行分析可以同時得到堿金屬Na的特征譜線輻射強(qiáng)度、溫度以及波段輻射能的變化規(guī)律。在589.04nm和589.64nm處,光譜出現(xiàn)兩個明顯的峰值,為堿金屬Na的特征譜線;溫度采用多波長法計算,計算的波長范圍為700-850nm。波段輻射強(qiáng)度則為計算溫度的波長范圍內(nèi)的單色輻射能對波長的積分。其次,利用已知濃度的含Na標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行標(biāo)定實驗,得到堿金屬Na的譜線輻射強(qiáng)度與氣相堿金屬濃度之間的關(guān)系。在氣相濃度為3ppm時,出現(xiàn)自吸收效應(yīng),通過對自吸收的修正,修正后數(shù)據(jù)擬合優(yōu)度為0.98,檢測極限為0.043ppm。最后,對兩種高鈉準(zhǔn)東煤和一種低鈉煤的燃燒開展了發(fā)射光譜實驗檢測,研究了不同煤種中堿金屬Na的釋放。結(jié)果表明:根據(jù)堿金屬氣相濃度和波段輻射能的變化規(guī)律,可以判斷出準(zhǔn)東煤中堿金屬Na的釋放存在著三個階段:揮發(fā)分階段、焦炭階段和灰分階段;利用FES可以定量分析出燃燒環(huán)境中Na的氣相濃度,且準(zhǔn)東煤中釋放堿金屬的量遠(yuǎn)高于低鈉煤;準(zhǔn)東煤中的五彩灣煤的釋放濃度要高于天池能源煤的,五彩灣煤在焦炭階段的持續(xù)時間要大于天池能源煤的,五彩灣煤和天池能源煤在焦炭階段的釋放比例均超45%;改變空氣流量可以改變準(zhǔn)東煤燃燒的環(huán)境,可以影響燃燒環(huán)境的溫度、空氣組分,從而影響堿金屬Na的釋放。增加空氣流量后,燃燒溫度降低,灰分階段釋放比例增加,但堿金屬總的釋放量變小,灰中殘余的Na增多。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ534;O657.3;TK227.1
【圖文】：

利用簡單的設(shè)備就可以對堿金屬進(jìn)行在線應(yīng)用前景。為了實現(xiàn)堿金屬的定量檢測，線輻射強(qiáng)度與不同濃度的堿金屬之間的關(guān)行檢測。因此，本文搭建了一套基于火焰金屬標(biāo)定實驗和準(zhǔn)東煤燃燒實驗均在此實包括光譜檢測系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、氣體。光譜檢測系統(tǒng)負(fù)責(zé)對堿金屬的譜線和準(zhǔn)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)對燃燒過程中火焰形狀及煤控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對燃?xì)�、伴流氣及霧化氣的的標(biāo)準(zhǔn)液霧化成小霧滴，并帶入燃燒器中發(fā)提供一個穩(wěn)定的熱環(huán)境。光譜采集系統(tǒng)裝置，下文就這幾部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖 2-2 光譜儀實物圖堿金屬霧化系統(tǒng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)將堿金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液霧化，形成氣溶膠，然后由載氣將氣溶激發(fā)。堿金屬霧化系統(tǒng)是標(biāo)定實驗的進(jìn)樣系統(tǒng)，是標(biāo)定實驗必不可少化系統(tǒng)通常由霧化器、霧室和氣路組成。霧化器的種類有許多，主要霧化器、交叉霧化器、高鹽霧化器、雙鉑柵網(wǎng)霧化器和超聲波霧化器同心霧化器是應(yīng)用最普遍的霧化器，其結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示。其工作原理效應(yīng)，當(dāng)載氣通入氣管時，會在進(jìn)樣毛細(xì)管的尾部形成負(fù)壓，在外部下，將樣品引入霧室中進(jìn)行霧化。載氣具有兩個作用：一是形成負(fù)壓二是作為動力，使樣品溶液霧化和運(yùn)輸霧室中的氣溶膠至火焰中。

【參考文獻(xiàn)】

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1 沈銘科;邱坤贊;黃鎮(zhèn)宇;王智化;劉建忠;;準(zhǔn)東煤摻燒高嶺土對固鈉率及灰熔融特性影響研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2015年09期

2 劉大海;張守玉;涂圣康;金濤;施登宇;裴育峰;;五彩灣煤中鈉在熱解過程中的形態(tài)變遷[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2014年10期

3 駱仲泱;陳晨;余春江;;生物質(zhì)直燃發(fā)電鍋爐受熱面沉積和高溫腐蝕研究進(jìn)展[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2014年03期

4 劉敬;王智化;項飛鵬;黃鎮(zhèn)宇;劉建忠;周俊虎;岑可法;;準(zhǔn)東煤中堿金屬的賦存形式及其在燃燒過程中的遷移規(guī)律實驗研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2014年03期

5 王學(xué)斌;張利孟;王新民;譚厚章;徐通模;;生物質(zhì)燃燒設(shè)備受熱面結(jié)焦的機(jī)理研究[J];工程熱物理學(xué)報;2013年11期

6 劉洋;牛艷青;譚厚章;劉海玉;劉正寧;;生物質(zhì)鍋爐二級過熱器結(jié)渣惡化機(jī)制分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2011年14期

7 嚴(yán)陸光;夏訓(xùn)誠;呂紹勤;吳甲春;林閩;黃常綱;;大力推進(jìn)新疆大規(guī)模綜合能源基地的發(fā)展[J];電工電能新技術(shù);2011年01期

8 楊忠燦;劉家利;何紅光;;新疆準(zhǔn)東煤特性研究及其鍋爐選型[J];熱力發(fā)電;2010年08期

9 陳曉斌;蔡小舒;范學(xué)良;沈嘉琪;;原子發(fā)射雙譜線法測火焰溫度的實驗研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2009年12期

10 盧晶;熊倩;周懷春;;TPD法測量高速空氣流乙烯非預(yù)混火焰適用性研究[J];工程熱物理學(xué)報;2009年07期

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1 張志昊;生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化過程中堿金屬元素遷移的研究[D];清華大學(xué);2014年

2 何勇;煤及氣化煤氣燃燒過程中的堿金屬及OH自由基激光在線測量研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 孫亦鵬;基于多光譜分析的火焰溫度及煙黑濃度分布檢測[D];華中科技大學(xué);2011年

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1 盧科;基于光學(xué)測量技術(shù)的單顆粒煤粉著火特性實驗研究[D];華中科技大學(xué);2018年

2 黎康星;基于火焰發(fā)射光譜的氣相堿金屬濃度檢測系統(tǒng)標(biāo)定實驗[D];華中科技大學(xué);2017年

3 田艷飛;含堿金屬燃燒火焰的發(fā)射光譜檢測與分析[D];華中科技大學(xué);2016年

本文編號：2726457