淮北礦區(qū)煤矸石高效復配技術(shù)的工業(yè)應用研究.pdf

1、煤矸石是指在煤礦建設(shè)、煤炭開采及加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄巖石,也是目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一。因為其揮發(fā)分低、熱值低、高灰分和難燃燒等特點，所以往往被堆存起來而沒有得到充分的利用。而長期堆存的煤矸石，不僅占用大量土地，而且容易引發(fā)自燃，污染大氣和地下水質(zhì)。所以加強對煤矸石的資源化利用，是實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益相統(tǒng)一重要舉措。
　　淮北礦區(qū)洗煤廠生產(chǎn)的煤矸石，作為330MW超臨界流化床（簡稱CFB）鍋爐混配燃料使用過程中起燃

2、溫度高、燃燒不完全，導致鍋爐流化困難，結(jié)焦堵塞排渣管，直接影響到鍋爐的安全經(jīng)濟運行。為此，本文主要研究了淮北礦區(qū)洗煤廠煤矸石中礦物賦存的物理與化學性質(zhì)及其對燃燒過程的作用，建立以著火和燃盡指數(shù)為依據(jù)的單煤及不同摻混方式下的混配煤的燃燒特性試驗；并利用熱重法分析了混煤燃燒的燃盡特性、綜合燃燒特性和動力學參數(shù)。對初步探討了淮北礦區(qū)煤矸石在CFB鍋爐混配燃料應用的機理，具有重大的社會和環(huán)保意義。
　　首先對淮北礦區(qū)的煤矸石、中煤、煤泥以

3、及淮北精煤進行工業(yè)分析、元素分析以及發(fā)熱量的測定，獲得了煤樣的工業(yè)分析元素分析以及發(fā)熱量的基本數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明煤矸石具有低揮發(fā)分、高灰分、低熱值等特點，所以單獨燃燒十分困難，作為鍋爐燃料燃燒時很不穩(wěn)定，而當煤矸石與中煤、煤泥或者精煤混合時，煤樣的基本特性都優(yōu)于煤矸石，并且隨著煤矸石中的中煤、煤泥及精煤加入的比例增大，表現(xiàn)的特性也越來越好。然后利用熱重分析儀對煤矸石以及中煤、煤泥、淮北精煤進行了燃燒特性實驗分析，進行單煤及不同摻混方式下

4、的混配煤的燃燒特性試驗研究。對實驗數(shù)據(jù)進行分析獲得了其燃燒特性的峰值溫度、著火溫度、燃盡溫度、綜合燃燒特性指數(shù)等特征參數(shù)。同時還研究了在不同升溫速率及不同氧氣濃度的條件下對煤樣的燃燒特性的影響，揭示了煤矸石混配燃料在鍋爐燃燒過程中的影響因素。最后利用熱重法對煤矸石以及中煤、煤泥等煤樣在不同的摻混方式燃燒時進行了動力學研究。通過利用反應動力學的基本表達式以及動力學參數(shù)的求解過程，得到了各煤樣及混樣燃燒時的擬合方程、頻率因子、活化能等動力學