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含碳固废作型煤添加剂的研究及型煤特性分析

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摘要

绪论

第一章 文献综述

1.1 洁净型煤技术

1.1.1 洁净型煤主要技术指标

1.1.2 洁净型煤推广存在的问题

1.2 型煤添加剂的研究现状

1.2.1 粘结剂

1.2.2 助燃剂

1.2.3 固硫剂

1.2.4 型煤添加剂存在问题

1.3 含碳固废作型煤添加剂的研究

1.3.1 污泥作型煤添加剂研究现状

1.3.2 生物质作型煤添加剂研究现状

1.4 选题依据及研究内容

第二章 污泥型煤的制备工艺研究

2.1 实验目的

2.2 实验设备

2.3 实验原料分析

2.4 实验方法

2.4.1 原料制备

2.4.2 压制成型

2.4.3 型煤测试流程

2.4.4 性钱测定方法

2.4.5 型煤质量评价方法

2.5 实验结果与讨论

2.5.1 不同添加比例污泥型煤的工业分析和含硫量测定

2.5.2 污泥添加比例对型煤机械性能的影响

2.5.3 污泥添加比例对型煤防水性能的影响

2.5.4 污泥对型煤热性能的影响

2.5.5 粘结剂对型煤强度的影响

2.5.6 防水剂对型煤防水性能的影响

2.5.7 高强防水污泥型煤配方分析

2.5.8 型煤粘结防水性能机理研究

2.6 本章小结

第三章 型煤的污染特性实验研究

3.1 实验目的

3.2 实验内容

3.2.1 烟气分析实验

3.2.2 固硫实验

3.3 实验设备与试剂

3.3.1 实验设备

3.3.2 实验试剂

3.4 实验方法

3.4.1 型煤样品的制备

3.4.2 烟气分析实验

3.4.3 固硫添加剂实验

3.5 实验装置

3.6 实验结果与讨论

3.6.1 烟气分析实验结果与讨论

3.6.2 固硫实验结果与讨论

3.7 本章小结

第四章 生物质作型煤添加剂的研究

4.1 实验目的

4.2 实验设备

4.3 实验原料分析

4.4 实验方法

4.4.1 原料制备

4.4.2 生物质发酵改性

4.4.3 型煤制备

4.5 实验结果与讨论

4.5.1 发酵改性对生物质纤维的影响

4.5.2 生物质改性发热量测定

4.5.3 生物质改性对型煤机械性能的影响

4.5.4 含碳固废型煤配方分析

4.6 本章小结

第五章 型煤的燃烧特性实验研究

5.1 实验目的

5.2 实验设备与原料

5.2.1 热重分析仪

5.2.2 灰熔点测定仪

5.2.3 实验原料

5.3 实验方法

5.3.1 热重实验

5.3.2 灰熔点实验

5.4 实验结果与讨论

5.4.1 燃烧过程分析

5.4.2 试样特征参数分析

5.4.3 灰熔点分析

5.5 本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

个人简况及联系方式

声明

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摘要

我国作为煤炭型能源国家,煤炭的洁净燃烧是我国能源可持续发展的重点领域。型煤技术是一项历史悠久、发展成熟的洁净煤技术,是煤炭高效低污染利用的发展方式。
  本文基于洁净型煤技术,利用含碳固体废弃物的燃料特性,将工农业废弃物中的农作物秸秆、生化污泥与粉煤进行混合,加工成型制成固体燃料。本文在综合文献基础上,开展了三方面的研究:一方面研究含碳固废作型煤添加剂,将含碳固废(污水污泥、生物质秸秆)制备成新型的洁净型煤供锅炉使用;一方面研究洁净型煤的功能添加剂,解决型煤机械强度低、防水性能差以及固硫效率不佳的问题;另一方面研究洁净型煤的燃烧特性和污染特性,探索含碳固废与粉煤混合燃烧的燃烧机理,燃烧烟气中SO2、NOx等污染物的排放特性。研究结果表明:
  (1)以污泥作为型煤添加剂,污泥可以起到一定型煤粘结剂的作用,当污泥添加量为20%时,型煤的机械强度最好;通过添加粘结剂和防水剂后,当膨润土添加量为6%、有机硅为1.8%时,型煤的抗压强度、热强度、热稳定性、跌落强度和防水强度等各项指标均可达到山西省地方工业型煤标准。
  (2)利用烟气分析仪分析污泥型煤的硫、氮释放特性,并针对SO2污染进行了复合型煤固硫的研究。结果表明,污泥对SO2和NOx的排放均有一定的抑制作用;以Ca(OH)2作为型煤固硫剂,固硫率仅42%,而碱金属盐的添加明显提高了型煤的固硫效果,K2CO3的效果最好,固硫率达83.43%。
  (3)在污泥型煤中添加生物质,结果表明发酵改性后的生物质质地密实,压缩性能好,膨胀性差,提高了型煤的抗压强度,当发酵生物质的添加量为15%,污泥添加量为20%的条件下,污泥型煤的机械强度最佳,可达到1.4MPa,能够达到锅炉使用的标准。
  (4)利用综合热分析仪和灰熔点测试仪研究了型煤的燃烧特性。结果表明,添加污泥和生物质后,型煤的燃点均有一定程度的降低,型煤的燃烧性能得到改善,燃尽率得到提高,灰渣熔点显著下降,与添加剂的灰渣熔融特征温度和结渣特性接近。

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