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《华北电力大学(北京)》 2017年
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生物质模型化合物碱金属的释放及碱金属对灰熔融特性的影响

王洋  
【摘要】:煤和生物质是我国火力发电的主要燃料。燃料中碱金属钾和钠的存在,能够造成锅炉的积灰、结渣和腐蚀等一系列问题,严重影响锅炉的经济、安全运行。生物质中碱金属钾的含量较高而钠的含量较低,煤中碱金属的含量普遍较低,但高钠煤(如准东煤)中钠的含量较高。因此,根据生物质和煤燃料特性的不同,论文主要研究生物质中碱金属钾的释放规律,以及碱金属钠和钾对灰熔融特性的影响规律。通过实验探究了负载KCl的纤维素、木聚糖、木质素、果胶和松木在热解过程中Cl和K的释放和迁移规律以及CH_3Cl的生成机理。研究发现,部分KCl中的K以有机K的形式转移到了有机物中,并在更高的温度下得到释放。负载KCl的松木、木质素和果胶由于含有碳环上的甲氧基官能团,能在热解中产生大量的CH_3Cl,CH_3Cl主要在低温下(200-350℃)生成,因而能够被高温和高升温速率所抑制。利用智能灰熔融仪研究了合成灰中Na_2O的含量对灰熔融温度的影响。实验表明,当灰分中Na_2O的含量低于3%时,提高Na_2O的含量能够降低合成灰的初始变形温度,但对软化温度、半球温度和流动温度影响较小;当灰分中Na_2O的含量在3-10%范围内时,提高Na_2O的含量能够使合成灰的4个特征温度全部降低。利用FactSage 7.0软件包计算了随着灰分中Na_2O含量升高和温度升高的过程中矿物质的变化趋势。热力学分析表明,钠长石、霞石的产生是提高Na_2O的含量能够降低灰熔融温度的原因,含钠矿物质的产生替代了熔点更高的含钙矿物质(如钙长石),同时与含钙矿物质发生低温共熔,从而降低灰的熔融温度。研究了不同成分合成灰中K_2O的含量对灰熔融温度的影响。实验表明,对于CaO含量较低(0-5%)的煤灰,适量增加K_2O的含量(0-5%)有助于降低灰分的初始变形温度、软化温度和半球温度,但对流动温度几乎没有影响;对于CaO含量较高(20-25%)的煤灰,适量增加K_2O的含量(0-5%)能够使灰的4个特征温度全部降低;对于生物质灰,当K_2O的含量低于30%时,增加K_2O的含量有助于降低灰熔融温度,继续增加K_2O的含量(至50%)则对灰熔融温度几乎没有影响。经过热力学计算分析可知,K_2O对灰熔融温度的降低作用与含钾矿物质钾长石、白榴石的产生相关,含钾矿物质能与其他矿物质发生低温共熔,降低灰熔融温度。研究了煤灰中不同氧化物的含量对灰熔融温度的影响。向煤灰中分别添加Na_2O、MgO、SO_3和CaO来探究它们对灰熔融特性的影响规律。研究表明,提高Na_2O的含量(0-5.5%)能够降低煤灰的熔融温度,这与在合成灰中得到的结论相吻合;提高SO3的含量(6.5-13%)能够升高煤灰的熔融温度;提高MgO的含量(3-9%)对煤灰的熔融温度起到先降低后升高的作用;提高CaO的含量(13-47%)对煤灰的熔融温度起到先降低后升高的作用。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK6

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 童家麟;吕洪坤;齐晓娟;韩高岩;;国内生物质发电现状及应用前景[J];浙江电力;2017年03期
2 麻栋;白向飞;;Al_2O_3对神东煤灰渣熔体特性的影响[J];煤炭转化;2017年01期
3 陆小泉;;我国煤炭清洁开发利用现状及发展建议[J];煤炭工程;2016年03期
4 陈晓东;孔令学;白进;白宗庆;李文;;高温气化条件下Na_2O对煤灰中矿物质演化行为的影响[J];燃料化学学报;2016年03期
5 宋维健;宋国良;齐晓宾;吕清刚;;准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律[J];煤炭学报;2016年02期
6 杨光;张彦威;寇希文;周志军;王智化;周俊虎;岑可法;;燃用准东煤电站锅炉灰沉积形成过程中的矿物演变与热力学模拟[J];燃料化学学报;2015年10期
7 张利孟;董信光;刘科;谭厚章;王学斌;魏博;;高岭土对准东煤结渣特性及矿物质演变的影响[J];燃料化学学报;2015年10期
8 王智化;李谦;刘敬;黄镇宇;周志军;周俊虎;岑可法;;准东煤中碱金属的赋存形态及其在热解过程中的迁移规律[J];中国电机工程学报;2014年S1期
9 杨明;陈明华;谷红伟;;逐级提取法研究新疆高钠煤中碱金属赋存形态[J];煤质技术;2014年06期
10 魏砾宏;马婷婷;李润东;杨天华;李延吉;文丽娜;;灰中酸性成分对灰熔融温度的影响[J];燃料化学学报;2014年10期
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1 程智海;王义;李学兵;何翔;陈端雨;郑江;蔡明;黄洁聂;曾琦;高磊;;现役锅炉纯烧准东煤技术研究[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2012年学术研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 江龙;生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D];华中科技大学;2013年
2 宋文佳;高温煤气化炉中煤灰熔融、流动和流变行为特性研究[D];华东理工大学;2011年
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1 谢泽琼;生物质燃烧碱金属及氯排放特性研究[D];华南理工大学;2013年
2 马永静;矿物学角度研究添加剂对煤灰熔融性的作用及其机理[D];太原理工大学;2012年
3 杨光;生物质燃烧过程中碱金属迁移研究[D];华南理工大学;2012年
4 李黎;碱金属对生物质燃烧过程中结渣特性影响的研究[D];北京交通大学;2011年
5 张浩;基于灰成分的生物质结渣特性研究[D];山东大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 操岳峰;李寒旭;胡洋;张钊;;煤灰熔点数学模型的研究[J];煤炭与化工;2017年10期
2 郭帅;霍晓东;宋双双;蒋云峰;赵建涛;房倚天;;高钠煤中钠的赋存形态研究[J];燃料化学学报;2017年10期
3 毕洪文;王红蕾;钱春荣;李金霞;姜宇博;葛选良;王美璇;来永才;;黑龙江省玉米秸秆综合利用问题与对策研究[J];玉米科学;2017年05期
4 刘晓;;我国秸秆发电项目运营现状及发展建议[J];农业工程;2017年05期
5 史慧娟;周棋;陈山林;张定海;毛宇;王玉琴;冉燊铭;;添加剂对沙尔湖煤矿煤中钠挥发比的影响[J];煤炭科学技术;2017年09期
6 王东旭;祁超;王洋;李文艳;肖海平;康志忠;;CaO含量对高钠煤灰熔融特性的影响[J];燃料化学学报;2017年09期
7 徐通;;绿色煤炭矿山清洁开发评价指标体系构建研究[J];煤炭经济研究;2017年08期
8 高姗姗;金晶;刘敦禹;王永贞;姚宇翔;寇学森;;蛭石复合添加剂对准东煤灰特性影响[J];化工进展;2017年09期
9 李宇航;张喜来;张森;姚伟;;准东煤防结渣添加剂应用试验[J];热力发电;2017年09期
10 卢远梅;王维雪;刘寅;邬琦斌;沈中信;;基于AAS、ICP-AES测定煤中碱金属元素的对比分析[J];新疆大学学报(自然科学版);2017年03期
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1 王洋;生物质模型化合物碱金属的释放及碱金属对灰熔融特性的影响[D];华北电力大学(北京);2017年
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1 张科;添加剂对生物质锅炉受热面积灰腐蚀的影响规律研究[D];山东大学;2017年
2 王婷;生物质流化床气化炉内CaO脱氯研究[D];东南大学;2016年
3 刘璐;碱金属与耐火材料反应特性研究[D];华北电力大学(北京);2016年
4 张科鑫;煤泥对煤灰熔融特性影响的研究[D];延安大学;2016年
5 代廷魁;改善高铝煤灰熔融特性及助熔机理研究[D];安徽理工大学;2016年
6 刘洪福;生物质悬浮燃烧器的设计与研究[D];河南农业大学;2016年
7 李凯迪;焦炭燃烧速率通用预测模型构建的研究[D];华中科技大学;2016年
8 乔治;稻草热解及与煤共热解过程中钾与氯的迁移转化[D];华东理工大学;2016年
9 曹亚文;生物质化学链燃烧气化特性研究[D];华南理工大学;2016年
10 沈铭科;准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究[D];浙江大学;2016年
【二级参考文献】
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1 王振宇;曹义杰;张子梅;;生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策[J];浙江电力;2016年09期
2 李彦猛;吴剑波;;1030MW超超临界锅炉煤种掺烧适应性试验研究[J];浙江电力;2016年04期
3 刘硕;周安宁;杨伏生;侯春晓;王昊;;氧化物添加剂对羊场湾煤灰熔融特性的影响[J];煤炭学报;2015年12期
4 段清兵;;中国水煤浆技术应用现状与发展前景[J];煤炭科学技术;2015年01期
5 谢震震;王莉娜;;煤气化废水处理措施探讨[J];资源节约与环保;2015年01期
6 李鹏;曾琦;任建平;俞立洋;;燃用准东煤对锅炉运行的影响[J];华电技术;2015年01期
7 宋维健;宋国良;张海霞;范金龙;吕清刚;;准东高钠煤热解过程中钠的迁移特性实验研究[J];燃料化学学报;2015年01期
8 韩克鑫;黄镇宇;王智化;周俊虎;;准东煤灰渣烧结熔融过程中钠基化合物作用机理研究[J];燃料化学学报;2015年01期
9 陶玉洁;张彦威;周俊虎;景雪晖;李涛;刘建忠;岑可法;;准东煤在燃烧过程中的矿物演变过程及Na、Ca释放规律[J];中国电机工程学报;2015年05期
10 郭涛;曹林涛;黄中;江建忠;徐正泉;;准东高钠煤燃烧利用技术研究[J];煤炭技术;2015年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 陈娟;湖北省农村生物质能源产业布局与发展研究[D];华中农业大学;2012年
2 鄢丰;生物质快速热解及其半焦水蒸气气化研究[D];华中科技大学;2010年
3 付鹏;生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究[D];华中科技大学;2010年
4 徐晓光;生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究[D];清华大学;2009年
5 李建芬;生物质催化热解和气化的应用基础研究[D];华中科技大学;2007年
6 杨海平;油棕废弃物热解的实验及机理研究[D];华中科技大学;2005年
7 张荣光;常压循环流化床煤气化试验与模型研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2005年
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1 刘凯;污泥干燥和热重实验及动力学模型分析[D];华南理工大学;2011年
2 张浩;基于灰成分的生物质结渣特性研究[D];山东大学;2010年
3 刘永莉;生物质锅炉抗高温腐蚀涂层材料的研究[D];江苏科技大学;2010年
4 李桂荣;生物质与煤混合燃烧成灰特性研究[D];沈阳航空工业学院;2009年
5 王胜曼;秸秆发电工程技术经济分析[D];河北农业大学;2008年
6 李志远;碱金属/碱土金属对生物质热解特性影响的实验研究[D];华中科技大学;2008年
7 殷炳毅;生物质混煤的灰熔融特性研究[D];山东大学;2008年
8 李小敏;流化床气化条件下煤灰低熔点共融物形成特性[D];浙江大学;2007年
9 叶贻杰;生物质灰特性及其结渣机理的研究[D];华中科技大学;2007年
10 刘志;配煤煤灰内矿物质转变过程与熔融特性规律研究[D];浙江大学;2006年
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1 景妮洁;王勤辉;骆仲泱;揭涛;李小敏;岑可法;;气化条件下压力影响灰熔融特性的实验研究[J];热科学与技术;2010年01期
2 毛军;;煤灰熔融特性及矿物组成研究[J];能源与环境;2013年01期
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4 毛军,徐明厚,李帆;碱性矿物质对煤灰熔融特性影响的研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年04期
5 刘志;杨建国;赵虹;;配煤煤灰熔融特性的热分析研究[J];电站系统工程;2006年03期
6 乌晓江;张忠孝;周托;陈玉爽;陈国艳;陆成;黄凤豹;;气化条件下混煤灰熔融特性及矿物质演变规律[J];燃烧科学与技术;2010年06期
7 陈惠超;赵长遂;陈晓平;吴新;;含盐有机废液焚烧煤灰熔融特性试验研究[J];热能动力工程;2007年01期
8 邓芙蓉,杨建国,赵虹;利用TG-DSC方法研究煤灰熔融特性[J];煤炭科学技术;2005年02期
9 修洪雨,黄镇宇,张堃,周俊虎,岑可法;CaO对煤灰主要成分熔融特性的影响[J];电站系统工程;2005年02期
10 陈国艳;张忠孝;代百乾;陆成;黄凤豹;;添加剂对煤灰熔融特性的影响[J];锅炉技术;2009年05期
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1 张翔;吴乃新;乌晓江;张建文;徐雪元;汪丽芬;王恩禄;章明川;;烟气组分对高钠煤灰熔融特性影响实验研究[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2013年学术研讨会论文集[C];2013年
2 田洪鹏;朱学栋;朱子彬;;应用FactSage预测CaO助熔剂对模拟灰熔融特性的影响[A];上海市化学化工学会2008年度学术年会论文集[C];2008年
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1 王洋;生物质模型化合物碱金属的释放及碱金属对灰熔融特性的影响[D];华北电力大学(北京);2017年
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4 刘天霞;生物质燃油碳烟颗粒的分散与吸附特性研究[D];合肥工业大学;2016年
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1 沈铭科;准东煤中钠的固定及灰熔融特性研究[D];浙江大学;2016年
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3 刘扬;碱金属钠对准东煤灰熔融特性影响研究[D];华中科技大学;2016年
4 肖毅;褐煤混煤灰熔融特性试验研究[D];昆明理工大学;2013年
5 王文杰;气化条件下煤灰熔融特性的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 李晓飞;反应条件对煤灰熔融特性的影响[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 揭涛;加压流化床气化条件下煤灰熔融特性的实验研究[D];浙江大学;2008年
8 邬士军;携带床气化条件下灰渣熔融特性实验研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
9 郭飞;不同地质年代的煤灰成分及熔融特性规律[D];浙江大学;2008年
10 王跃鹏;生物质快速热解双流化床反应器的流体动力学研究[D];郑州大学;2017年
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