生物質與煤混合燃燒轉化技術是低成本、大規(guī)模高效利用生物質能源的重要途徑之一,應用前景廣闊。但生物質中含有易于揮發(fā)的堿金屬和氯,在燃燒過程中會造成沉積、腐蝕和聚團等問題,而煤中含有一定數(shù)量的硫,析出易產(chǎn)生污染。煤中的硫易與堿金屬結合生成硫酸鹽,若能將兩者結合,將大大緩解污染及腐蝕等問題。本文采用理論與實驗相結合的方法,利用XRD、SEM等分析測試手段深入地探討了混燃過程中堿金屬遷移特性及硫對堿金屬遷移的影響。 利用Gibbs自由能判據(jù),得出了生物質與煤混燃過程中堿金屬遷移轉化的途徑,采用化學熱力學平衡軟件HSC預測了溫度和硫含量對水稻秸稈與鐵法煤混燃時堿金屬熱力學平衡狀態(tài)分布的影響,結果表明降低溫度有利于抑制氯化鉀的析出,硫酸鉀的生成量隨著硫量的增加而增多,當硫的摩爾量達到0.4mol時,硫酸鉀的生成量保持不變。 利用熱力學理論研究了FeS2與KCl的反應機理,采用熱重差熱分析儀考察了S／K的摩爾比對FeS2和KCl相互作用的影響,結果表明模型化物FeS2與KCl相互反應時,S／K的最佳摩爾比為2。 以熱力學平衡計算為依據(jù),在管式爐上研究了水稻秸稈與鐵法煤混... 

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 生物質能開發(fā)利用的目的與意義
    1.2 生物質能的特點
    1.3 生物質利用過程中存在的堿金屬問題
        1.3.1 沉積
        1.3.2 聚團
        1.3.3 腐蝕
    1.4 課題研究的內(nèi)容、目的及意義
第2章 生物質與煤混燃過程中硫對堿金屬遷移影響研究進展
    2.1 堿金屬及其相關元素的存在形式
        2.1.1 鉀、鈉
        2.1.2 氯、硫
        2.1.3 硅
    2.2 堿金屬及其相關元素的遷移轉化規(guī)律
    2.3 影響堿金屬及其相關元素遷移轉化的因素
        2.3.1 原料對堿金屬遷移轉化的影響
        2.3.2 溫度對堿金屬遷移轉化的影響
        2.3.3 氣氛對堿金屬遷移轉化的影響
    2.4 緩解堿金屬問題的對策
        2.4.1 混燃
        2.4.2 添加劑
        2.4.3 改變床料
        2.4.4 水洗
第3章 生物質與煤混燃過程中堿金屬的遷移和多元多相反應體系
    3.1 熱力學分析基本理論
        3.1.1 反應的可能方向和進行程度的判定
        3.1.2 反應的自由能變化△G_T~O的求取
    3.2 計算方法
    3.3 堿金屬及其相關元素的多元多相反應體系
第4章 生物質與煤混燃時硫對堿金屬遷移影響的化學熱力學平衡研究
    4.1 化學熱力學平衡
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 Gibbs自由能最小化法求取反應物平衡濃度
    4.2 計算原理
    4.3 計算條件
    4.4 計算結果
        4.4.1 不同溫度條件下生物質與煤混燃時堿金屬遷移轉化規(guī)律
        4.4.2 生物質與煤混燃時硫對堿金屬遷移特性的影響
    4.5 熱力學平衡預測的局限性
    4.6 本章小結
第5章 黃鐵礦與氯化鉀的反應機理研究
    5.1 黃鐵礦與氯化鉀反應的熱力學分析
    5.2 黃鐵礦與氯化鉀反應的熱重分析
        5.2.1 實驗材料及儀器
        5.2.2 實驗方法
    5.3 結果與分析
    5.4 本章小結
第6章 生物質與煤混合燃燒過程中硫對堿金屬遷移特性的影響
    6.1 概述
    6.2 實驗部分
        6.2.1 原料的制備和選取
        6.2.2 原料相關參數(shù)的測定
        6.2.3 原料分析
    6.3 實驗裝置和方法
        6.3.1 實驗裝置
        6.3.2 測定方法
    6.4 實驗結果與分析
        6.4.1 不同溫度條件下水稻秸稈與煤混燃時硫對堿金屬遷移特性的影響
        6.4.2 水稻秸稈與煤混燃時黃鐵礦對堿金屬遷移特性的影響
        6.4.3 不同混合比例下生物質與煤混燃時硫對堿金屬遷移特性的影響
        6.4.4 水稻秸稈與宜陽煤混燃時硫對堿金屬遷移特性的影響
    6.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同床料流化床生物質燃燒粘結機理研究[J]. 李詩媛,矯維紅,呂清剛.  工程熱物理學報. 2009(05)
[2]玉米芯燃燒過程中堿金屬析出遷移的影響因素分析[J]. 張艷平,金保升,劉仁平.  太陽能學報. 2009(02)
[3]煤氣化體系熱力學平衡分析[J]. 崔海琴,吳志斌.  煤. 2009(02)
[4]生物質燃燒過程中的堿金屬問題研究[J]. 孫宏偉,呂薇,李瑞揚.  節(jié)能技術. 2009(01)
[5]秸稈類生物質與石煤在流化床中的混燒與黏結機理[J]. 寧新宇,李詩媛,呂清剛,贠小銀,矯維紅.  中國電機工程學報. 2008(29)
[6]稻草低溫燃燒過程中床料聚團機理的實驗研究[J]. 馬孝琴,駱仲泱,秦建光,方夢祥,余春江,岑可法.  太陽能學報. 2008(03)
[7]高等植物的鉀營養(yǎng)[J]. 曹慧,王孝威,付循成.  北方園藝. 2008(02)
[8]生物質燃燒過程中Cl及堿金屬逸出的化學熱力學平衡分析[J]. 陳安合,楊學民,林偉剛.  過程工程學報. 2007(05)
[9]生物質熱解和氣化過程Cl及堿金屬逸出行為的化學熱力學平衡分析[J]. 陳安合,楊學民,林偉剛.  燃料化學學報. 2007(05)
[10]生物質能源的利用技術與開發(fā)對策[J]. 支乾坤,左春麗,趙會艷,楊文學.  河北林果研究. 2007(03)

碩士論文
[1]生物質流化床燃燒粘結機理實驗研究[D]. 寧新宇.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2008



本文編號：3708114