在煤炭的開采和洗選過程中,產(chǎn)生大量的煤矸石、煤泥等低熱值固體廢棄物,其大量推存對環(huán)境造成了嚴重危害。在我國燃燒發(fā)電是煤矸石的主要利用途徑之一。富氧燃燒技術(shù)可以有效捕集CO₂,而且還可以減少燃燒過程中NO_X和SO₂的排放,是一種新型清潔的燃燒技術(shù),因此越來越多的學(xué)者開始關(guān)注富氧燃燒。本文通過熱重和管式爐試驗,對O₂/CO₂下煤矸石和煤泥的燃燒特性及污染物SO₂和NO_X的排放特性進行研究。開展的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）取朔州地區(qū)的煤矸石和煤泥作為研究對象,采用熱重分析儀對煤矸石和煤泥以及二者的混合樣品在O₂/CO₂氣氛下的燃燒特性進行研究。通過對爐溫、煤泥比例、升溫速率以及氧濃度等因素的研究發(fā)現(xiàn):在O₂/CO₂氣氛和傳統(tǒng)的空氣氣氛下煤矸石中混入煤泥可以改善煤矸石的燃燒性能;O₂/CO₂氣氛下隨著升溫速率的逐... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

空氣氣氛下不同煤種單獨燃燒時TG-DTG曲線

圖 3.1 為煤矸石和煤泥以及貧煤在空氣氣氛下單獨燃燒時的 TG-DTG 曲線。從圖中可以看出，煤矸石和煤泥的燃燒溫度范圍均在 350-650℃，在該溫度范圍內(nèi) TG曲線上有明顯的失重。煤矸石的失重率為 27.22%，煤泥的失重率為 72.23%，貧煤灰分介于煤矸石和煤泥之間（見表 2.1），失重率為 58.89%。三種煤在 300-650℃出現(xiàn)一個明顯的失重峰，這是由于其中揮發(fā)分的含量比較低（見表 2.1），揮發(fā)分的析出階段不明顯，隨后是固定碳的燃燒，所以其燃燒曲線只出現(xiàn)一個峰。此階段主要為煤中揮發(fā)分和固定碳的燃燒使得煤變成半焦；第三階段（650℃以后），TG、DTG 曲線趨于平直，此階段半焦縮聚成焦炭，最后完全燃燒[72,86]，從 DTG 曲線上進一步證明了 350-450℃以及 450-650℃分別是揮發(fā)份和固定碳的燃燒。煤矸石、煤泥以及貧煤的著火溫度分別為 455.8℃、421.56℃和 492.31℃，燃盡溫度分別為 565.34℃、555.46℃和 586.34℃，說明貧煤與煤矸石和煤泥相比，其著火和燃盡性能比較差[56]。3.1.2 O2/CO2氣氛下煤矸石和煤泥單獨燃燒特性圖 3.2 為煤矸石和煤泥以及貧煤在 O2/CO2氣氛下單獨燃燒時的 TG-DTG 曲線。

O2/CO2氣氛下最大失重速率較低，而且最大失重速率所對應(yīng)的溫度明顯升高，表明空氣氣氛下的燃燒性能要優(yōu)于 O2/CO2氣氛下的燃燒性能。這是由于 O2在CO2中的擴散率是 N2的 0.8 倍，CO2中的低擴散率會影響 O2向顆粒表面的轉(zhuǎn)移，較低的 O2擴散會影響析出揮發(fā)分的燃燒[35,56]。由以上分析可知，貧煤的著火溫度最高，而著火溫度與煤中的揮發(fā)分含量有關(guān)，由表 2.1 可知貧煤中的揮發(fā)分含量相對比較低；貧煤的失重率大于煤矸石的失重率而小于煤泥的失重率，這是由于貧煤的灰分含量介于二者之間（見表 2.1）。3.2 O2/CO2氣氛下煤矸石和煤泥混合燃燒特性3.2.1 O2/CO2氣氛下煤泥配比對混合燃燒特性的影響本實驗的條件：實驗樣品質(zhì)量為 10±0.1mg，煤泥的混合比例分別為 20%，40%，60%，80%。保護氣體為高純氬氣（99.9999%），壓力為 1150mbar，反應(yīng)氣氛為 O2/CO2的混合氣體（氧氣濃度為 21%），總流量為 100ml/min，升溫速率為 10℃/min，起始溫度為 25℃，終止溫度為 1000℃。

【參考文獻】：
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本文編號：2986363