【摘要】：煤炭是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),然而,在開發(fā)利用過程中存在許多問題。大規(guī)模依賴煤炭造成了大氣中CO2含量持續(xù)增加,引發(fā)溫室效應(yīng)和全球變暖。富氧燃燒顯著提高煙氣中CO2含量,依托燃煤電站碳捕集及存儲(CCS)技術(shù),在電站內(nèi)部對煙氣中CO2捕集,減排CO2。煤焦在高濃度CO2下的理化性質(zhì)直接影響煤焦著火和O2/CO2燃燒燃燒效率。因此有必要研究不同制焦氣氛下煤焦的結(jié)構(gòu)特征及其燃燒特性。本實驗選用酸洗褐煤和煙煤煤粉,以降低原煤中堿金屬的影響。首先,在水平管式爐反應(yīng)器恒溫900℃、7min制焦,得到N2氣氛煤焦和CO2氣氛煤焦。結(jié)果表明:不同制焦氣氛下,CO2煤焦中固定碳含量、元素C、C/H和C/O比值均低于N2煤焦。對于同一酸性煤粉,CO2煤焦表面孔隙較為發(fā)達,有氣化反應(yīng)痕跡,微晶結(jié)構(gòu)較N2煤焦不規(guī)則。其次,考慮到CO2高定壓比熱和氣化反應(yīng)的雙重影響。實驗選用N2氣氛和與其定壓比熱相同的Ar/CO2氣氛在沉降爐上制焦,溫度選取900℃、1100℃、1300℃。結(jié)果表明:同一制焦溫度下,Ar/CO2煤焦焦產(chǎn)較N2氣氛焦產(chǎn)低,且煤焦焦產(chǎn)相對變化隨溫度升高而增大。Ar/CO2煤焦焦產(chǎn)主要由熱解影響,氣化影響較少,氣化反應(yīng)對煤焦焦產(chǎn)影響不足五分之一。最后,利用熱重研究N2氣氛煤焦和CO2氣氛煤焦燃燒特性差異。發(fā)現(xiàn)煙煤煤焦在21%O2/79%Ar、21%O2/79%N2、21%O2/79%CO2著火溫度逐漸升高、反應(yīng)性逐漸降低,褐煤煤焦則不明顯。相同燃燒氣氛下CO2氣氛煤焦表面孔隙較發(fā)達,自身燃燒反應(yīng)性較強,燃燒特征溫度較低。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ520.1

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