O-,2--CO-,2-煤粉燃燒時煤中礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和成灰行為的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文研究的目的是通過模擬煤粉燃燒條件下高溫沉降爐上的煤粉燃燒實(shí)驗(yàn)，深入系統(tǒng)地研究O<,2>/CO<,2>煤粉燃燒時煤中主要礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和成灰行為。在研究過程中，采用多種先進(jìn)的分析測試儀器和技術(shù)，對實(shí)驗(yàn)煤粉樣和采集的煤灰樣品進(jìn)行了定性和定量的分析，并通過對O<,2>/CO<,2>燃燒和O<,2>/N<,2>燃燒條件下相關(guān)特性的系統(tǒng)比較，研究了O<,2>/CO<,2>煤粉燃燒時煤中礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和成灰行為以及氧濃度、爐溫等燃燒條件變化對其產(chǎn)

2、生的影響。 對煤中主要礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究表明，與O<,2>/N<,2>燃燒相比，在相同氧濃度和爐溫的條件下，O<,2>/CO<,2>燃燒氣氛沒有顯著改變生成的總灰中主要礦物晶體相的種類，但是改變了總灰中主要礦物晶體相的相對含量；氧濃度的增加使得兩種氣氛下煤灰中的主要晶體相及其組成趨于一致：爐溫的降低沒有影響礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化機(jī)理，但是減弱了燃燒氣氛對灰中礦物晶體相的相對含量的影響。在相同爐溫和氧濃度的條件下，O<,2>/CO<,2>燃燒

3、和O<,2>/<,2>燃燒生成的灰顆粒尺寸分布差別不大，而主要的差異體現(xiàn)在破碎區(qū)域，且差異的程度與煤種關(guān)系極大；當(dāng)氧濃度提高和爐溫降低時，無論是O<,2>/N<,2>燃燒還是O<,2>/CO<,2>燃燒，灰顆粒的平均粒徑都顯著減小。 對煤中含鐵礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化行為的定量研究表明，與O<,2>/N<,2>燃燒相比，在相同氧濃度的條件下，O<,2>/CO<,2>燃燒對灰中生成的含鐵物相的種類沒有影響，但改變了灰中含鐵物相的相對含鐵量，主要

4、表現(xiàn)為O<,2>/CO<,2>燃燒時灰中硅酸鹽玻璃體中的總含鐵份額有相當(dāng)程度的增加，而鐵氧化物中的總含鐵量則相應(yīng)減少，這意味著O<,2>/CO<,2>燃燒可能影響煤的結(jié)渣趨勢；氧濃度的增加和爐溫的降低會改變灰中含鐵物相的相對含鐵量，但是未改變O<,2>/CO<,2>燃燒時灰中硅酸鹽玻璃體中的總含鐵份額相對較多的趨勢。 LPI顆粒物粒徑分布的研究結(jié)果表明，不同燃燒氣氛下生成的LPI顆粒物的粒徑都呈雙峰分布。與空氣燃燒相比，煤粉在O

5、<,2>：CO<,2>=1：4條件下燃燒生成的亞微米顆粒的生成量減少，且平均粒徑較小；O<,2>/CO<,2>燃燒時氧濃度的增加使得亞微米顆粒的粒徑增大，且生成量大幅度增加;爐溫的降低沒有影響亞微米顆粒的分布形式，但是O<,2>/CO<,2>燃燒時爐溫的降低對亞微米顆粒的生成量有一定的影響。 LPI顆粒物中主要成灰元素組成分布的研究結(jié)果表明，燃燒氣氛的改變顯著地影響顆粒物特別是亞微米顆粒的元素組成。與空氣燃燒相比，O<,2>：C

6、O<,2>=1：4氣氛下亞微米顆粒內(nèi)較易揮發(fā)的無機(jī)元素如Na、K和S的含量增加：氧濃度的增加使得顆粒物中較難揮發(fā)的元素成分(包括CaO、SiO<,2>、Fe<,2>O<,3>)的含量增加，且O<,2>/CO<,2>燃燒時這些成分的含量更高，而氧濃度的變化對O<,2>/CO<,2>燃燒時顆粒物組成的影響更加顯著。對LPI顆粒物中痕量重金屬元素分布的研究結(jié)果表明，在不同燃燒氣氛下生成的LPI顆粒物中，同屬中等揮發(fā)性的Cu、Zn元素在亞微米顆