【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,各國(guó)對(duì)一次能源的需求不斷增加,而一次能源的短缺問題逐漸給人類社會(huì)的發(fā)展和人們的日常生活帶來(lái)了壓力。尤其在我國(guó),多煤少油的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀決定了我國(guó)的大量石油消費(fèi)依靠進(jìn)口。在這樣嚴(yán)峻的形勢(shì)下,對(duì)新型能源的開發(fā)利用成為當(dāng)下的熱門課題。油頁(yè)巖是一種含有機(jī)質(zhì)的沉積巖,含油量較高,在我國(guó)的資源儲(chǔ)備豐富。通過油頁(yè)巖干餾技術(shù)可以提取高熱值的油和氣,但干餾產(chǎn)生的副產(chǎn)品半焦由于熱值低缺乏利用,大量堆積對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,同時(shí)也是對(duì)資源的浪費(fèi)。將低熱值油頁(yè)巖半焦作為燃料使用,在解決了環(huán)境污染問題的同時(shí),還可以將燃燒的熱量利用代替部分化石能源的消耗。鼓泡流化床燃燒是燃燒低熱值廢棄物的首選方式,它在運(yùn)行成本、燃燒適應(yīng)性、污染物排放等方面均有著明顯的優(yōu)勢(shì)。本文選用的油頁(yè)巖半焦時(shí)遼寧撫順某廠干餾后的產(chǎn)物,其產(chǎn)出的半焦自身熱值極低,目前尚未有文獻(xiàn)對(duì)該種油頁(yè)巖半焦純?nèi)歼M(jìn)行過試驗(yàn)研究。本文通過熱重分析和鼓泡流化床燃燒試驗(yàn)對(duì)油頁(yè)巖半焦的燃燒特性以及燃燒穩(wěn)定性有了詳細(xì)的了解,拓寬了流化床燃燒方式所能適應(yīng)的燃料熱值范圍,為該種油頁(yè)巖半焦在工業(yè)上的燃燒利用提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。本文首先將破碎、篩分后的油頁(yè)巖半焦樣品進(jìn)行了熱重分析,研究了升溫速率和篩分粒徑對(duì)半焦燃燒的影響。隨后在自行研制的小型流化床燃燒試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了燃燒試驗(yàn),研究了其點(diǎn)火升溫和燃燒穩(wěn)定階段的燃燒特性,分析了密相區(qū)溫度、流化風(fēng)溫及床層高度對(duì)半焦燃燒和污染物排放的影響,得出了能夠使油頁(yè)巖半焦在爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒且污染物排放量較低的試驗(yàn)工況。試驗(yàn)結(jié)果表明:①熱重試驗(yàn)中,升溫速率提高,著火溫度升高,最大失重速率加快;受熱滯后現(xiàn)象的影響,半焦顆粒的燃盡溫度升高;半焦粒徑減小,最大失重速率加快,不同粒徑半焦的燃盡溫度變化無(wú)明顯規(guī)律;固定碳與高溫型揮發(fā)分的燃燒時(shí)間相接近,在DTG曲線中只能觀察到一個(gè)失重峰。②通過各特征參數(shù)發(fā)現(xiàn),在顆粒粒徑較小、升溫速率較大的工況下,油頁(yè)巖半焦更容易燃燒,并且燃燒的穩(wěn)定性較好。③通過冷態(tài)流態(tài)化試驗(yàn),測(cè)定了冷態(tài)時(shí)床料的臨界流化風(fēng)速約為0.4m/s。④對(duì)油頁(yè)巖半焦在流化床中的熱平衡過程進(jìn)行比較分析,從理論和試驗(yàn)上證明了半焦在鼓泡流化床中能夠穩(wěn)定燃燒。⑤燃燒過程中,提高爐內(nèi)密相區(qū)溫度可有效增大半焦顆粒的燃燼率、降低煙氣氧含量,受排渣量增大的影響,半焦顆粒在爐內(nèi)的平均停留時(shí)間減少;飛灰含碳量均隨密相區(qū)溫度升高下降,底渣含碳量保持在1%以下的極低水平。⑥受給料口與床層位置相對(duì)高度的影響,試驗(yàn)中在靜止床層高度比為0.16時(shí),煙氣含氧量與平均停留時(shí)間有較高值,該高度比下爐內(nèi)燃燒狀況最好。⑦隨流化風(fēng)溫的升高,爐內(nèi)溫度降幅減緩,飛灰含碳量下降約2%,灰渣含碳量維持在0.9%左右。⑧在900℃密相區(qū)溫度的工況下,煙氣的飛灰濃度最低。煙氣中的SO2與NOx的排放濃度均隨密相區(qū)燃燒溫度的升高而增大。⑨對(duì)各工況下油頁(yè)巖半焦的燃燒特性及污染物排放進(jìn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性比較分析,確定了一個(gè)最佳燃燒工況:密相區(qū)溫度—900℃、流化風(fēng)溫—400℃、靜止床層高度比—0.16。該工況可供工業(yè)中的鍋爐設(shè)計(jì)做參考。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE662;TQ038

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬寶岐;羅雄威;;我國(guó)半焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及建議[J];煤炭加工與綜合利用;2014年04期

2 曾世澤;;半煤半焦煉出優(yōu)質(zhì)鐵[J];河北冶金;1959年17期

3 ;裂解加氫[J];燃料學(xué)報(bào);1957年01期

4 ;低溫半焦的利用[J];石油煉制與化工;1958年12期

5 ;堿金屬催化劑對(duì)煤半焦氣化的影響[J];煤炭轉(zhuǎn)化;1979年04期

6 沈滿珍,黃克權(quán);用氣相色譜法研究煤與半焦的特性 Ⅰ.煤和在氮?dú)夥障聼峤獍虢沟奈⒖譡J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);1984年02期

7 王劍秋;王賢清;;顆粒頁(yè)巖半焦燃燒反應(yīng)模型的研究[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);1987年03期

8 王賢清;王劍秋;錢家麟;朱亞杰;;油頁(yè)巖半焦燃燒中灰分層的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)研究[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);1987年04期

9 白雪峰,郭樹才;平莊褐煤干餾半焦的合理利用[J];煤氣與熱力;1989年03期

10 邱介山;郭樹才;;固體熱載體干餾半焦的分子篩性質(zhì)研究[J];煤化工;1992年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 劉軍利;唐惠慶;郭占成;;煉焦收縮階段半焦脫硫的實(shí)驗(yàn)研究[A];2004年全國(guó)冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2004年

2 張亞婷;云卉;王露;劉濤;周安寧;;神木半焦改性及其光催化性能的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第12分會(huì)：催化化學(xué)[C];2014年

3 李春虎;楊林;王林學(xué);胡龍軍;齊欣;馮麗娟;;改性活性半焦選擇性吸附脫除燃油中含硫化合物的研究[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 劉典福;魏小林;盛宏至;;半焦與RDF混燒排放特性實(shí)驗(yàn)研究[A];2004全國(guó)能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（2）[C];2004年

5 肖瑞瑞;李鵬;陳雪莉;于廣鎖;于遵宏;;生物質(zhì)熱解半焦對(duì)焦油吸附效果的研究[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會(huì)2009年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

6 周宏倉(cāng);金保升;肖睿;仲兆平;鄭有飛;湯莉莉;;原煤和半焦加壓燃燒飛灰中PAHs分布特性研究[A];持久性有機(jī)污染物論壇2006暨第一屆持久性有機(jī)污染物全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

7 王文泰;李春虎;閻子峰;;半焦的成型及脫除SO_2性能的研究[A];第六屆全國(guó)環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

8 王萍;于英民;李春虎;;改性半焦低溫下脫除煙氣中NO_x[A];中國(guó)化工學(xué)會(huì)2009年年會(huì)暨第三屆全國(guó)石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會(huì)議論文集（上）[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 本報(bào)記者 張苓 方雪萍;半焦產(chǎn)業(yè)欲“清潔轉(zhuǎn)身”[N];中國(guó)冶金報(bào);2009年

2 裴賢豐 曲思建 王利斌 商鐵成 張樝 王曉磊;半焦的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[N];中國(guó)冶金報(bào);2010年

3 本報(bào)記者 張興剛;煤熱解需破除半焦利用瓶頸[N];中國(guó)化工報(bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 王玉高;煤及熱解半焦粉末的溫和氧化解聚[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 王俊琪;煤的部分氣化及半焦燃燒系統(tǒng)集成研究[D];浙江大學(xué);2009年

3 周宏倉(cāng);流化床煤部分氣化/半焦燃燒多環(huán)芳烴生成與排放特性的研究[D];東南大學(xué);2005年

4 張睿;煙煤熱解半焦氣化特性的研究[D];浙江大學(xué);2014年

5 郭峰波;半焦/改性半焦催化CH_4-CO_2重整特性及機(jī)理研究[D];太原理工大學(xué);2013年

6 王芳杰;勝利褐煤溫和氣化焦油催化重整研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

7 王林學(xué);改性活性半焦選擇性吸附汽油脫硫的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

8 邢德山;工業(yè)半焦吸附脫除煙氣中SO_2和NO_x的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

9 王坤;褐煤基吸附催化劑的制備及脫硝應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李從昭;褐煤低溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 孟祥嵩;內(nèi)蒙古褐煤熱解特性及半焦燃燒特性試驗(yàn)研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊倩;陜北低階煤低溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)研究[D];延安大學(xué);2015年

4 丁曉闊;褐煤半焦加氫氣化制甲烷反應(yīng)特性和反應(yīng)機(jī)理研究[D];太原理工大學(xué);2014年

5 喻長(zhǎng)連;固體熱載體法褐煤熱解及半焦特性研究[D];太原理工大學(xué);2013年

6 梁麗靜;低階煤熱解半焦制水焦?jié){研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

7 景瑞軍;含氧煤層氣低溫脫氧研究[D];太原理工大學(xué);2014年

8 洪勇;低熱值油頁(yè)巖半焦流化床燃燒特性的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2015年

9 彭海軍;Corex熔融氣化爐內(nèi)塊煤裂解形成半焦的結(jié)構(gòu)及性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

10 周毅;半焦孔隙結(jié)構(gòu)和加壓燃燒特性的試驗(yàn)研究[D];東南大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2774539