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《大连理工大学》 2011年
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褐煤提质及其燃烧行为特性的研究

李先春  
【摘要】:褐煤的高含水量不仅增加运输成本,而且降低锅炉燃烧效率,增加二氧化碳的排放,因此褐煤提质技术的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。本文针对褐煤的提质行为特性及提质处理对褐煤热解和燃烧反应性的影响进行研究。 对一种印度尼西亚褐煤(用YN表示)和两种中国神华褐煤(分别用SH1和SH2表示)的干燥特性进行实验研究,考察温度、粒径等不同因素对干燥速率的影响;采用相关系数判别法对褐煤干燥动力学特性进行解析,确定干燥过程的动力学参数和反应机理函数;借助SEM和FTIR定性分析褐煤十燥过程中物理和化学结构的变化。结果表明:粒径小于10mm的褐煤,干燥速率不受传热限制,干燥过程符合随机成核与随后生长机理。干燥过程中会发生大孔的收缩,干燥过程中有羟基、羰基和羧基官能团的分解而逸出H20和CO2气体。 利用自主设计的双辊成型机制备出高强度的无粘结剂型煤,研究水分含量、压缩比等因素对型煤强度的影响。结果表明:十燥后的褐煤水分含量对于无粘结剂成型是一个关键的因素。增加成型压力、减小粒径、提高成型温度以及采用水蒸气干燥可以改善型煤的冷压强度,同时也会增加设备的磨损,提高产品的成本。YN型煤的表面致密、有光泽,成型特性好,冷压强度最高,能够满足长时间在水中浸泡后强度的要求。 对YN褐煤干燥后的水分再吸收动力学特性进行了实验研究和理论分析。结果表明:由于煤中孔结构在干燥过程中发生了不可逆的崩塌,使得褐煤干燥后吸湿表现出一定的滞后性;干燥后的煤样吸湿速率与粒径无关而与干燥温度有关,提高干燥温度会降低吸湿速率和平衡水分;褐煤干燥后重新吸收水分过程是水蒸气物理吸附在褐煤表面和毛细孔中的过程,没有发现其与煤的表而官能团形成氢键的迹象。 利用高温沉降炉和热重分析仪对提质处理后褐煤的热解及燃烧特性进行了实验研究,其中燃烧特性包括在空气(O2/N2)和富氧(O2/CO2)燃烧条件下的燃烧特性。结果表明:提质后的型煤与原煤相比,挥发份产量降低,可燃性指数、燃尽指数和燃烧综合指数降低。 对制备的YN型煤进行了工业应用研究,包括配煤炼焦实验和工业燃烧实验。结果表明:YN型煤可以用于配煤炼焦。YN褐煤经过提质后,热值显著提高,自燃着火倾向明显降低,具有较好的可磨性和较高的燃尽率,属于中等轻微结渣煤,燃烧后SO2和NOx的生成量相对较低。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ534

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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6 祝文杰;利用热天平研究煤的着火特性[D];浙江大学;2004年
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