煤化工廢渣對低階煤燃燒特性影響的研究.pdf

1、鑒于當前國家能源、環(huán)境面臨的嚴峻現(xiàn)實，研究并應用適合我國國情的各種清潔煤技術，合理有效地處置煤化工生產中產生的各種固體廢物，正成為我國構建循環(huán)經濟模式、實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。寧夏寧東能源化工基地作為國家14個億噸級大型煤炭生產基地之一，每年產生的固體廢渣約2000萬噸。本文以來自寧東基地某大型煤化工企業(yè)的氣化廢渣、動力爐渣和廢甲醇催化劑為研究對象，研究了其對煤燃燒特性的影響。主要研究結果如下:
　　1.分別對摻加0.1

2、％，0.4％，0.7％，1％，1.5％和2％的煤化工廢渣在煤樣中進行熱重分析實驗，考察三種廢渣作為助燃劑對煤燃燒的著火點、燃盡溫度、余灰量和最大失重率的影響。通過實驗結果發(fā)現(xiàn)，氣化廢渣、動力爐渣和廢甲醇催化劑分別使著火點降低35.45℃、28.28℃和27.99℃，使燃盡溫度降低69.15℃、54.87℃和61.34℃，使殘灰率降低至6.50％、7.63％和6.57％，且煤的最大燃燒速率均有所提升。并且分析了摻加不同含量廢渣煤樣的可燃性

3、指數(shù)Cb、穩(wěn)燃性指數(shù)G和綜合燃燒特性指數(shù)SN等燃燒特性參數(shù)，結果表明摻加了助燃劑的煤的Cb、G和SN值均大于原煤，即均具有助燃效果。三種廢渣的助燃效果順序為:氣化廢渣＞動力爐渣＞廢甲醇催化劑。該結論與得到的廢渣對煤燃燒的著火點、燃盡溫度、殘灰率的影響結果相符。
　　2.利用XRD和XRF對三種廢渣的組成和含量進行了分析，發(fā)現(xiàn)氣化廢渣中Fe2O3含量最多，動力爐渣中Al2O3含量最多，廢甲醇催化劑中CuO含量最多。運用紅外光譜和掃描

4、電子顯微鏡對反應后的煤灰進行分析，發(fā)現(xiàn)加入助燃劑后煤灰的組成和結構均發(fā)生了改變。可推斷在煤與助燃劑共同燃燒的過程中堿性金屬氧化物與金屬單質在碳和氧氣的作用下發(fā)生了循環(huán)轉化。
　　3.在熱重實驗的基礎上，對燃燒反應動力學進行了研究。確定了煤燃燒的化學反應級數(shù)為1，最佳升溫速率為10℃/min。并發(fā)現(xiàn)氣化廢渣可以使第一段和第二段反應活化能分別降低14％和10％。
　　4.針對助燃效果最好的氣化廢渣，考察了其對六種不同煤樣燃燒特性