微波煤脫硫的關鍵技術研究.pdf

1、煤是地球上最豐富的化石燃料,在世界一次能源消耗中所占的比例超過25％。但煤中含有硫和多種含硫化合物,在轉化或燃燒過程中,會產生SO2和H2S等有害氣體,這些氣體的排放將造成嚴重的大氣污染,然而當今對能源的需求不斷增加,煤在未來相當長的時期內依然是我國的主要能源。因此,利用物理或化學方法脫除其中硫雜質,使煤成為可有效利用的燃料,對于實現以煤為主的能源持續(xù)供給,保障經濟快速持續(xù)發(fā)展,同時保護生態(tài)文明具有重大戰(zhàn)略意義。隨著微波技術成功在工業(yè)和

2、民用生活上的應用,人們對微波的認識越來越深入,將微波脫硫與傳統(tǒng)脫硫方法結合起來有可能得到好的脫硫效果。微波能用于物質處理時反應條件溫和,反應時間快,易于控制,特別是對煤的有機質破壞程度較小,利用微波進行煤脫硫是一個有前途的脫硫新方法。
　　本文是以國家973重點項目“低品質煤大規(guī)模提質利用的基礎研究”為依托,在現有微波煤脫硫研究基礎上進一步展開研究的成果。
　　首先,本文闡述了實驗室脫硫裝置的搭建,對裝置各個部分進行了描述,

3、并設計了兩款實用頻率可重構微波反應腔,其中一種腔體加工出實物并進行實驗測量,實測結果與仿真吻合,能為微波物質處理提供反應場所。
　　其次,了解煤及其含硫化合物的電磁特性是展開微波煤脫硫研究的基礎,本文用傳輸反射法測試了煤樣的復介電常數。為了克服傳輸反射法不適于測量低損耗物質的介電常數這一缺點,本文設計了一種新型的基于基片集成波導的諧振腔法測量物質復介電常數,該方法能精確測量低損耗物質的介電常數。
　　最后,為了研究微波對煤的

4、作用本文提出了通過建模仿真來研究電磁波在煤中的傳播和衰減特性。本文分別建立了二維和三維的隨機任意模型模擬煤顆粒堆積為煤塊的實際情況,兩種建模方法均通過Matlab編程實現。通過Matlab建立的模型可以便捷的轉入HFSS里進行電磁波照射的仿真,仿真模型的電磁參數設置基于實驗室測量結果,從仿真中得到傳播常數和傳輸系數為研究煤中電磁波的傳播問題提供了依據。
　　本文采取的研究方法和得出的結論有利于指導微波煤脫硫的進一步研究和工業(yè)化應用