灰渣烧结与熔融特性关系到结渣特性的判断、排渣方式的选择等方面，是影响锅炉正常运行的一个重要因素。国内外学者对于灰渣的熔融特性的研究主要集中于煤灰的熔融特征温度、灰渣内元素分布、固硫灰渣、飞灰的沉积等方面。而对于富氧燃烧条件下灰渣的烧结与熔融特性研究甚少。
本文选取了重庆地区劣质烟煤和水稻杆、松木屑、玉米杆三种生物质，考察了CO2/O2制灰气氛下劣质烟煤及其与生物质混烧灰的烧结与熔融特性。通过灰熔点测试、X射线衍射物相分析、TG-DSC热分析、SEM表面形貌分析等手段对灰渣进行分析，从矿物学、热分析、微观结构等角度对灰渣的烧结与熔融特性进行研究。以期为富氧燃烧技术应用过程中燃烧氧气浓度、燃烧温度的选择以及劣质煤与生物质混烧技术提供一定的参考。
实验研究结果表明：劣质煤灰渣熔融特征温度以及烧结率随制灰氧气浓度的变化没有明显的规律，但对灰 TG-DSC曲线有较大的影响，制灰氧气浓度越低，灰渣失重越明显，在热分析实验中吸热峰也越明显；提高制灰氧气浓度会促进内在矿物质的熔聚从而加快矿物质中玻璃体的形成，为Fe2+的存在提供了条件，Fe2+同其它价态的含铁矿物质相比具有较强的助熔效果，对于含铁较高的煤种，提高制灰的氧气浓度能够降低灰熔融特征温度；制灰温度越高煤灰中长石类矿物质的生成越多，长石类矿物质与含硅氧化物群和硅铝酸盐矿物群之间容易反应产生低温共熔体，灰渣熔融特征温度越低而烧结率越高，而制灰温度越低，灰渣失重越明显，在热分析实验中吸热峰也越明显；随着生物质配比的增加，混烧灰熔融特征温度先降低后升高；不同生物质与煤混烧灰的灰熔点有明显区别，不同生物质与劣质煤混烧灰的灰熔融特性有较大差异，主要原因是各生物质灰成分差异较大；随着生物质混烧比的增大，玉米杆、水稻杆和松木屑同劣质煤混烧灰失重增大，混烧灰烧结率也增大，其中玉米杆与劣质煤混烧灰烧结率最高，这主要是因为玉米杆灰中碱金属含量最高；在混烧灰的热重分析实验中，松木屑与劣质煤混烧灰失重最明显，主要由于松木屑中 CaO与硫酸盐类物质含量较高，大量MgCO3·CaCO3、CaCO3、Ca(OH)2和硫酸盐矿物质在升温过程中分解，释放出CO2与SO2气体。
- 作 者：
- 张正仁
- 学科专业：
- 动力工程及工程热物理
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 重庆大学
- 导师姓名：
- 蒲舸
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
