生物質(zhì)含有高含量的堿金屬元素和營(yíng)養(yǎng)元素。在流化床中的燃燒過程中,大部分的堿金屬元素會(huì)固留在生物質(zhì)灰中。生物質(zhì)灰中的堿金屬元素容易與床料中富含的SiO2發(fā)生反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的物質(zhì),低熔點(diǎn)物質(zhì)的生成使流化床床層發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象。粘結(jié)發(fā)生時(shí),床內(nèi)流態(tài)化會(huì)被破壞,隨著粘結(jié)塊的進(jìn)一步形成與增加,可能引起整個(gè)流化床的流態(tài)化停滯,導(dǎo)致鍋爐被迫停爐,從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本論文圍繞生物質(zhì)流態(tài)化燃燒粘結(jié)現(xiàn)象展開深入的研究,期望發(fā)現(xiàn)解決這一瓶頸的科學(xué)依據(jù),研究生物質(zhì)灰與典型床料（石英、河砂）發(fā)生粘結(jié)的反應(yīng)機(jī)理,建立流化床顆粒粘結(jié)數(shù)學(xué)模型,尋求預(yù)測(cè)生物質(zhì)流化床粘結(jié)發(fā)生的方法,探索抑制生物質(zhì)流化床內(nèi)燃燒粘結(jié)的新技術(shù),為流化床燃燒技術(shù)在生物質(zhì)燃料直接燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。探索利用熱重差示掃描量熱分析法（TG/DSC）研究麥稈灰以及麥稈灰與石英混合物的高溫熔融特性。通過引入模型化合物分析得出：麥稈灰以及麥稈灰與石英混合物在620～700℃的溫度范圍內(nèi)存在KCl和CaCl2混合物的共熔反應(yīng),熔融的KC;和CaCl2在800℃～900℃的溫度區(qū)間開始轉(zhuǎn)移到氣相中。在空氣氣氛中,麥稈灰中的K2CO3與SiO2發(fā)生化學(xué)... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物質(zhì)流化床燃燒技術(shù)
        1.2.2 生物質(zhì)流化床燃燒技術(shù)存在的問題
        1.2.3 生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.4 生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.5 生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法
        1.2.6 生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)控制方法
    1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容及研究方法
        1.3.1 本論文的研究意義與研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 本論文的研究方法
第二章 生物質(zhì)灰與流化床床料石英的高溫粘結(jié)特性研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)物料
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與分析手段
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)物料
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 熱重差示掃描量熱分析實(shí)驗(yàn)方法介紹
        2.3.2 DSC曲線轉(zhuǎn)化為熔融曲線的方法
    2.4 熱重差示掃描量熱實(shí)驗(yàn)方案的探索
        2.4.1 溫度控制方式
        2.4.2 制樣溫度與TG/DSC溫度程序
        2.4.3 氣氛
        2.4.4 影響TG/DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其它因素
        2.4.5 模型化合物的選擇
        2.4.6 熱重差示掃描量熱分析實(shí)驗(yàn)方案的確定
    2.5 利用TG/DSC方法分析麥稈灰以及麥稈灰與石英混合物的高溫熔融特性研究
        2.5.1 模型化合物的TG/DSC分析
        2.5.2 麥稈灰的TG/DSC分析
        2.5.3 麥稈灰與石英混合物的TG/DSC分析
        2.5.4 麥稈灰與石英混合物熔融份額曲線分析
    2.6 麥稈灰與石英混合物的X射線衍射分析
    2.7 麥稈灰與石英混合物的多相平衡計(jì)算
        2.7.1 計(jì)算前假設(shè)與計(jì)算條件設(shè)定
        2.7.2 麥稈灰與石英混合物的多相平衡計(jì)算結(jié)果
    2.8 本章小結(jié)
第三章 生物質(zhì)灰與流化床床料河砂的高溫粘結(jié)特性研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)物料
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)方案
        3.3.1 熱重差示掃描量熱分析實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)方案
        3.3.2 高溫下麥稈灰與河砂混合物形貌以及粘結(jié)物定性分析實(shí)驗(yàn)方案
    3.4 麥稈灰與河砂混合物的TG/DSC分析
    3.5 高溫下麥稈灰與河砂混合物的形貌分析
        3.5.1 高溫下麥稈灰與河砂粘結(jié)塊表面形貌分析
        3.5.2 高溫下麥稈灰與河砂混合物表面粘結(jié)物成分分析
        3.5.3 高溫下麥稈灰與河砂混合物切面形貌與成分分析
    3.6 麥稈灰與河砂混合物的FactSage多相平衡計(jì)算
    3.7 本章小結(jié)
第四章 生物質(zhì)流化床燃燒顆粒粘結(jié)數(shù)學(xué)模型研究
    4.1 引言
    4.2 生物質(zhì)流化床燃燒顆粒粘結(jié)數(shù)學(xué)模型建立
        4.2.1 生物質(zhì)流態(tài)化燃燒顆粒粘結(jié)的物理過程
        4.2.2 力平衡模型
        4.2.3 粘度模型
        4.2.4 FactSage多相平衡計(jì)算模型
    4.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.4 模型的分析與討論
        4.4.1 模型參數(shù)的確定
        4.4.2 粘結(jié)力
        4.4.3 破壞力
        4.4.4 與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 利用多相平衡計(jì)算預(yù)測(cè)生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)趨勢(shì)研究
    5.1 引言
    5.2 多相平衡計(jì)算預(yù)測(cè)不同床料下生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)趨勢(shì)
        5.2.1 計(jì)算假設(shè)與計(jì)算條件設(shè)定
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法
    5.3 多相平衡模型計(jì)算結(jié)果
        5.3.1 床料為河砂
        5.3.2 床料為粘土
        5.3.3 床料為高嶺土
        5.3.4 床料為石煤灰
        5.3.5 麥稈灰與各種床料混合物液態(tài)相質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)比
    5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.1 麥稈灰與河砂混合物偏光顯微鏡-能譜分析
        5.4.2 麥稈灰與粘土混合物偏光顯微鏡-能譜分析
        5.4.3 麥稈灰與高嶺土混合物偏光顯微鏡-能譜分析
        5.4.4 麥稈灰與石煤灰混合物偏光顯微鏡-能譜分析
        5.4.5 麥稈灰與不同床料混合物偏光顯微鏡-能譜分析對(duì)比
        5.4.6 多相平衡計(jì)算結(jié)果與偏光顯微鏡-能譜分析對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
第六章 不同床料控制生物質(zhì)流化床燃燒粘結(jié)機(jī)理研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)物料
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)物料
    6.3 實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)方法
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)方法及失流工況判定
    6.4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與失流時(shí)間
        6.4.2 實(shí)驗(yàn)后底渣的粒徑分布
        6.4.3 不同床料結(jié)團(tuán)顆粒的形貌和成分分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研課題
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]采用流化床或低倍率循環(huán)流化床燃燒生物質(zhì)發(fā)電的建議[J]. 別如山,楊文,宋興飛.  工業(yè)鍋爐. 2010(02)
[3]小麥秸稈流態(tài)化燃燒粘結(jié)特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 滕海鵬,李詩媛,呂清剛.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2010(03)
[4]不同床料流化床生物質(zhì)燃燒粘結(jié)機(jī)理研究[J]. 李詩媛,矯維紅,呂清剛.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(05)
[5]生物質(zhì)灰成分測(cè)試中的偏差問題分析[J]. 秦建光,余春江,聶虎,李雙江,駱仲泱,岑可法.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]秸稈類生物質(zhì)與石煤在流化床中的混燒與黏結(jié)機(jī)理[J]. 寧新宇,李詩媛,呂清剛,贠小銀,矯維紅.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(29)
[7]海藻生物質(zhì)灰熔融特性分析[J]. 王爽,姜秀民,王寧,于立軍,李禎,何培民.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(05)
[8]循環(huán)流化床燃燒生物質(zhì)的結(jié)渣問題研究[J]. 劉仁平,金保升,仲兆平.  鍋爐技術(shù). 2007(05)
[9]循環(huán)流化床燃燒棉稈兩種床料的特性[J]. 劉仁平,金保升,仲兆平,孫志翱,張勇.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(03)
[10]TK6生物質(zhì)燃料結(jié)渣特性分析與判別[J]. 閻維平,陳吟穎.  華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)

博士論文
[1]生物質(zhì)流態(tài)化燃燒粘結(jié)失流特性研究[D]. 滕海鵬.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2011



本文編號(hào)：3444089