煤燃燒過(guò)程中煤焦特性與顆粒物形成的研究.pdf

1、煤炭作為目前我國(guó)最重要的常規(guī)能源，在燃燒過(guò)程中放出熱量的同時(shí)，也向環(huán)境中排放了大量的污染物。在這些污染物中，除了Sox、Nox、CO2之外，細(xì)微顆粒物的排放也逐漸受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。研究表明，燃煤生成的細(xì)微顆粒物是大氣中可吸入顆粒物的重要來(lái)源，這些可吸入顆粒物對(duì)人類(lèi)的健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生很大的破壞作用。而且在我國(guó)空氣質(zhì)量超標(biāo)的城市中，68﹪的城市都存在嚴(yán)重的可吸入顆粒物污染問(wèn)題。因此，研究燃煤過(guò)程中顆粒物的形成機(jī)理及其排放控制具有重要

2、的科學(xué)和實(shí)際意義。 本文首先詳細(xì)分析了燃煤過(guò)程中細(xì)微顆粒物形成機(jī)理，目前認(rèn)為主要的顆粒物形成機(jī)理有：無(wú)機(jī)礦物的氣化凝結(jié)、內(nèi)在礦物的聚結(jié)、煤焦的破碎和外在礦物的破碎。而本文主要針對(duì)煤焦特性的研究及其對(duì)顆粒物形成的影響，通過(guò)模型計(jì)算和具體試驗(yàn)的方法。 然后本文從理論上分析了煤燃燒過(guò)程中脫揮發(fā)分引起的破碎機(jī)理，并通過(guò)模型預(yù)測(cè)了脫揮發(fā)分過(guò)程中球型顆粒內(nèi)部的壓力和應(yīng)力分布，探討了顆粒大小、溫度等幾個(gè)因素對(duì)脫揮發(fā)分引起的破碎的影響，

3、發(fā)現(xiàn)煤顆粒的揮發(fā)分含量和爐膛溫度越高，顆粒越容易破碎，從而為隨后試驗(yàn)工作的開(kāi)展提供了理論依據(jù)。 本文最后通過(guò)試驗(yàn)研究了平頂山煙煤的煤焦特性和顆粒物的排放特性。試驗(yàn)在沉降爐（DTF）中進(jìn)行，煤焦在純N2氣氛下采用濾桶收集，顆粒物則分別在不同工況下采用低壓撞擊器（DLPI）收集；分析了煤粉粒徑和反應(yīng)溫度對(duì)煤焦特性的影響，包括煤焦的孔隙結(jié)構(gòu)、形態(tài)特征和膨脹特性；探討了不同因素對(duì)顆粒物排放特性的影響，發(fā)現(xiàn)煤粒粒徑的減小和氧氣濃度的增加都