不同氣氛下添加劑對(duì)煤粉燃燒特性影響及機(jī)理研究.pdf

1、隨著化石能源的耗盡，工業(yè)生產(chǎn)開始越來(lái)越多的使用非設(shè)計(jì)煤種，這將是導(dǎo)致鍋爐結(jié)渣、效率降低等諸多不利于煤粉高效利用的重要原因；同時(shí)化石燃料燃燒是溫室氣體增加的主要來(lái)源，因此研究提高劣質(zhì)煤炭利用效率并降低溫室氣體排放的燃燒方法將成為本文的主要工作。
　　 本文首先通過(guò)熱重差熱分析儀（TG-DTA）測(cè)試研究了添加劑在空氣氣氛下對(duì)單煤及混煤燃燒特性的影響；然后利用臥式管式爐在N2和CO2氣氛下制取澳煤（AO）及加入添加劑的澳添煤（AT）的

2、焦樣；同時(shí)利用臥式管式爐制取了AO及AT在O2/N2及O2/CO2氣氛下不同氧濃度時(shí)的灰樣，并利用紅外煙氣分析儀測(cè)定了不同工況下Nox的排放情況；接著利用TG-DTA測(cè)試研究了添加劑在不同工況下對(duì)澳煤燃燒特性的影響；最后通過(guò)計(jì)算燃燒過(guò)程中不同控制區(qū)域的活化能，以及利用X-射線衍射儀（XRD）、場(chǎng)發(fā)射掃面電子顯微鏡（FESEM）和液氮吸附比表面積分析儀（N2/BET）研究了添加劑及燃燒氣氛對(duì)煤粉燃燒特性影響的機(jī)理。
　　 研究結(jié)果

3、表明：在空氣氣氛下此添加劑對(duì)單煤及配煤的著火及燃盡都用促進(jìn)作用，相同條件下對(duì)配煤燃燒的改善作用優(yōu)于單煤，且添加劑的添加量存在最佳范圍。在O2/N2及O2/CO2氣氛下加入添加劑后澳煤的燃燒特性都得到改善，且在氧濃度達(dá)到30vol％以上時(shí)，在O2/CO2氣氛下添加劑對(duì)澳煤燃燒的改善作用優(yōu)于在O2/N2氣氛下的，Nox的釋放量也低于O2/N2氣氛下；同時(shí)加入添加劑后澳煤灰的物相組成發(fā)生了較大變化，灰顆粒破碎程度增加、顆粒較小、顆粒表面變亮、

4、顆粒含碳量降低、無(wú)灰熔融團(tuán)聚現(xiàn)象。加入添加劑后，焦顆粒累積比表面積增加，氧氣可達(dá)比表面積增加，同時(shí)最大有效反應(yīng)比表面積對(duì)應(yīng)的溫度降低，對(duì)應(yīng)的燃盡率增加。
　　 綜述前人研究及本文研究得出此添加劑對(duì)煤粉燃燒改善作用的主要機(jī)理為：通過(guò)XRD測(cè)試分析知此添加劑為堿土/堿金屬氧化物和高嶺石相互混合的復(fù)合型添加劑；高溫下，其中的堿金屬陽(yáng)離子同煤粉分子中不穩(wěn)定的含氧官能團(tuán)相結(jié)合，破壞了煤粉分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生大量的揮發(fā)分，改善了煤粉的孔隙結(jié)構(gòu)，使