本文選題：熔渣 + 結(jié)晶　； 參考：《華東理工大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：熔渣流動是氣流床氣化爐穩(wěn)定運行和高效轉(zhuǎn)化的重要因素。本文以高溫熔渣和煤焦顆粒為研究對象,基于高溫?zé)崤_顯微鏡原位研究了高溫熔渣界面的結(jié)晶規(guī)律、晶體的生長特性及元素富集特性,研究了熔渣界面上沉積煤焦顆粒的氣化反應(yīng)和燃燒反應(yīng)特性,并揭示了熔渣界面煤焦與CO_2反應(yīng)過程中氣泡的生成機理。主要內(nèi)容包括:1.利用高溫?zé)崤_顯微鏡原位研究了熔渣在連續(xù)冷卻過程中的結(jié)晶規(guī)律,發(fā)現(xiàn)神府煤渣在高冷卻速率下析出方形晶體而在低冷卻速率下析出長條狀晶體,天冶煤渣則析出雪花狀晶體。通過原位實驗發(fā)現(xiàn)了神府煤渣在熔融恒溫過程中的晶體析出現(xiàn)象,熔渣內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)促使晶體生成,且晶體的生長時間隨著熔融恒溫溫度的升高而增加,晶體的尺度隨熔融恒溫溫度的升高而減小。利用飛行時間二次離子質(zhì)譜儀分析了結(jié)晶過程中元素的富集規(guī)律,發(fā)現(xiàn)構(gòu)成晶體的主要元素(Al、Ca和Si)分布于晶體表面和體相。Na主要富集于晶體表面,K則富存于非晶相,而Mg主要富集在晶體的表面和體相。2.原位研究了熔渣在連續(xù)冷卻過程和等溫過程中晶體的生長規(guī)律。在連續(xù)冷卻過程中,晶核的數(shù)量隨冷卻速率的增加而增加,晶體的生長速率與冷卻速率成線性增長關(guān)系。在等溫過程中,針狀晶體的晶核數(shù)量隨等溫前冷卻速率的升高而減少,方形晶體的晶核數(shù)量隨等溫前冷卻速率的升高而增加。兩種晶體的生長速率隨著等溫前冷卻速率的增加先升高后降低。連續(xù)冷卻過程和等溫過程中析出晶體的長寬比隨著冷卻速率的減小而增加。3.原位研究了熔渣界面上煤焦顆粒的氣化反應(yīng)特性,發(fā)現(xiàn)熔渣界面上煤焦的氣化反應(yīng)速率顯著提高。熔渣界面煤焦顆粒的氣化反應(yīng)活性指數(shù)約是煤焦顆粒的2倍,熔渣對氣化反應(yīng)有促進作用�；趥鳠崞胶夥治�,揭示其產(chǎn)生的機理是熔渣界面的煤焦顆粒具有更高的反應(yīng)溫度�；谏鲜鰴C理,引入面積修正因子和反應(yīng)溫度修正顆粒收縮模型,得到適用于熔渣界面煤焦顆粒的氣化反應(yīng)模型,且預(yù)測結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較良好。4.原位研究了熔渣界面上煤焦顆粒的燃燒反應(yīng),發(fā)現(xiàn)熔渣界面煤焦的完全燃燒時間與煤焦顆粒燃燒過程對比約增加20%～25%,熔渣對顆粒燃燒有抑制作用�；趥鳠崞胶夥治�,發(fā)現(xiàn)燃燒時熔渣界面上的煤焦顆粒溫度低于煤焦顆粒的溫度,且溫差隨反應(yīng)逐漸增大。引入面積修正因子和反應(yīng)溫度修正顆粒收縮模型,得到適用于熔渣界面顆粒的燃燒反應(yīng)模型,模型預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好。5.通過原位實驗發(fā)現(xiàn)隨著熔渣界面煤焦與CO_2反應(yīng),在熔渣界面上形成的氣泡現(xiàn)象。氣泡的累計體積與總氣體產(chǎn)物的比率(Vb/Vg)隨煤焦初始粒度的增大而減小。熔渣界面的煤焦顆粒越小在反應(yīng)過程中生成氣泡的概率越大�；诙嗫捉橘|(zhì)擴散反應(yīng)理論分析,提出氣泡生成的機理是二氧化碳氣體通過煤焦孔道擴散到顆粒內(nèi)部與碳質(zhì)反應(yīng)后,氣體產(chǎn)物CO擴散到煤焦與熔渣的界面并形成氣泡浮于熔渣界面。理論分析發(fā)現(xiàn)氣泡的初始形成時間及粒度與顆粒的初始粒度成正比關(guān)系,且與實驗測量數(shù)據(jù)吻合良好。
[Abstract]:In the process of continuous cooling , the crystal nucleus quantity of the crystal is increased with the increase of the cooling rate . The growth rate of the crystal is increased with the increase of the cooling rate .
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ541

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本文編號：1903106