淮北礦區(qū)煤矸石高效復(fù)配技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用研究.pdf

1、煤矸石是指在煤礦建設(shè)、煤炭開(kāi)采及加工過(guò)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?yàn)槠鋼]發(fā)分低、熱值低、高灰分和難燃燒等特點(diǎn)，所以往往被堆存起來(lái)而沒(méi)有得到充分的利用。而長(zhǎng)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(qiáng)對(duì)煤矸石的資源化利用，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)稱(chēng)CFB）鍋爐混配燃料使用過(guò)程中起燃

2、溫度高、燃燒不完全，導(dǎo)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(jì)運(yùn)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(xué)性質(zhì)及其對(duì)燃燒過(guò)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(yàn)；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(dòng)力學(xué)參數(shù)。對(duì)初步探討了淮北礦區(qū)煤矸石在CFB鍋爐混配燃料應(yīng)用的機(jī)理，具有重大的社會(huì)和環(huán)保意義。
　　首先對(duì)淮北礦區(qū)的煤矸石、中煤、煤泥以

3、及淮北精煤進(jìn)行工業(yè)分析、元素分析以及發(fā)熱量的測(cè)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(diǎn)，所以單獨(dú)燃燒十分困難，作為鍋爐燃料燃燒時(shí)很不穩(wěn)定，而當(dāng)煤矸石與中煤、煤泥或者精煤混合時(shí)，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(lái)越好。然后利用熱重分析儀對(duì)煤矸石以及中煤、煤泥、淮北精煤進(jìn)行了燃燒特性實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)行單煤及不同摻混方式下

4、的混配煤的燃燒特性試驗(yàn)研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)還研究了在不同升溫速率及不同氧氣濃度的條件下對(duì)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(guò)程中的影響因素。最后利用熱重法對(duì)煤矸石以及中煤、煤泥等煤樣在不同的摻混方式燃燒時(shí)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究。通過(guò)利用反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基本表達(dá)式以及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解過(guò)程，得到了各煤樣及混樣燃燒時(shí)的擬合方程、頻率因子、活化能等動(dòng)力學(xué)