2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、石灰立窯型煤代焦,可有效地緩解焦煤資源的緊缺和焦炭供需的矛盾,顯著提高石灰生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)還可起到一定的節(jié)能與環(huán)保功效,是一項(xiàng)應(yīng)用價(jià)值高、市場前景廣的新課題。 論文以研制滿足氧化鋁工業(yè)機(jī)械混料式石灰立窯生產(chǎn)要求的代焦型煤為研究目標(biāo)展開。首先全面系統(tǒng)地闡述了型煤的特點(diǎn)、成型方法、粘結(jié)機(jī)理、應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢,解釋了型煤代焦的原因并進(jìn)行了可行性分析。 然后在確定石灰立窯代焦型煤具體考核指標(biāo)的前提下,以低階無煙煤為原料,并摻

2、配少量煙煤,篩選出一種以鎂基固化劑、鎂基活化劑、生物質(zhì)纖維和減水劑組成的復(fù)合粘結(jié)劑,采用L27(313)的正交試驗(yàn)和多指標(biāo)綜合加權(quán)評分法,通過極差分析、方差分析確定代焦型煤復(fù)合粘結(jié)劑配方及與之匹配的關(guān)鍵成型工藝參數(shù),并對粘結(jié)劑的粘結(jié)機(jī)理及防水性能進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,石灰立窯代焦型煤復(fù)合粘結(jié)劑的最優(yōu)組合為4%的鎂基固化劑、0.6%的鎂基活化劑、1%的生物質(zhì)纖維和0.12%的減水劑;相應(yīng)的關(guān)鍵成型工藝參數(shù)為:成型壓力20kN,成型水分

3、17%,煤料粒度組成為0.5mm以下粒級含量58%、0.5~1mm粒級含量為14%、1~2mm粒級含量17%、2~3mm粒級含量11%;煙煤的摻配量為無煙煤的10%;生物質(zhì)纖維對型煤的抗跌強(qiáng)度具有明顯的增強(qiáng)作用;代焦型煤在低干燥強(qiáng)度下具有較好的防水性能。 實(shí)驗(yàn)測試了代焦型煤的孔隙率,研究了代焦型煤的熱對流干燥特性以及型煤含水率與其冷態(tài)強(qiáng)度的關(guān)系,并分析了型煤熱對流干燥的傳熱傳質(zhì)機(jī)理。研究結(jié)果表明,代焦型煤的孔隙率ε為16.23%

4、;其熱對流干燥過程經(jīng)歷了升速干燥期、恒速干燥期和降速干燥期三個(gè)階段,其中以降速干燥期為主;型煤干燥過程中存在蒸發(fā)界面內(nèi)移的現(xiàn)象;代焦型煤的冷態(tài)機(jī)械強(qiáng)度隨其含水率的降低先升高后下降,存在一個(gè)極大值,代焦型煤干燥的最佳含水率為2.32%;代焦型煤干燥過程傳熱與傳質(zhì)相互耦合,在升速干燥與恒速干燥階段,為外部條件控制過程,而在降速干燥階段則為內(nèi)部條件控制過程。 基于Whitaker的體積平均理論,運(yùn)用Darcy定律,從質(zhì)量守恒和能量守恒

5、的角度,建立了代焦型煤熱對流干燥過程的數(shù)學(xué)模型,并以殘余飽和度Sir為判據(jù)將型煤干燥過程分為干區(qū)和濕區(qū)兩個(gè)區(qū)域,干、濕區(qū)模型通過動(dòng)態(tài)蒸發(fā)界面耦合。濕區(qū)模型以含濕飽和度S和溫度T、干區(qū)模型以蒸汽壓力Pg和溫度T為基本狀態(tài)參數(shù)。采用全隱式有限數(shù)值差分法對控制方程、邊界條件和蒸發(fā)界面動(dòng)態(tài)邊界進(jìn)行離散,將非線性方程組逐步線性化處理后采用迭代法進(jìn)行數(shù)值求解。采用VB6.0編制計(jì)算程序,得到了代焦型煤熱對流干燥過程中型煤含水率MC和溫度T的變化曲線

6、,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。然后利用該模型數(shù)值模擬具體分析了型煤尺寸、干燥介質(zhì)溫度、對流傳熱系數(shù)及傳質(zhì)系數(shù)等因素對代焦型煤干燥過程的影響。 采用熱重分析法對代焦型煤的熱解和燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并將代焦型煤與無煙塊煤和焦炭進(jìn)行對比分析。研究結(jié)果表明,代焦型煤的著火性能、穩(wěn)燃性能及綜合燃燒特性優(yōu)于焦炭和無煙塊煤,而釋熱強(qiáng)度和燃盡性能介于焦炭和無煙塊煤之間;代焦型煤燃燒屬于一級反應(yīng)模型,代焦型煤的平均活化能比焦炭小很多,而略高于

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