微波煤脫硫的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、煤是地球上最豐富的化石燃料,在世界一次能源消耗中所占的比例超過25％。但煤中含有硫和多種含硫化合物,在轉(zhuǎn)化或燃燒過程中,會(huì)產(chǎn)生SO2和H2S等有害氣體,這些氣體的排放將造成嚴(yán)重的大氣污染,然而當(dāng)今對能源的需求不斷增加,煤在未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)依然是我國的主要能源。因此,利用物理或化學(xué)方法脫除其中硫雜質(zhì),使煤成為可有效利用的燃料,對于實(shí)現(xiàn)以煤為主的能源持續(xù)供給,保障經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)發(fā)展,同時(shí)保護(hù)生態(tài)文明具有重大戰(zhàn)略意義。隨著微波技術(shù)成功在工業(yè)和

2、民用生活上的應(yīng)用,人們對微波的認(rèn)識(shí)越來越深入,將微波脫硫與傳統(tǒng)脫硫方法結(jié)合起來有可能得到好的脫硫效果。微波能用于物質(zhì)處理時(shí)反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時(shí)間快,易于控制,特別是對煤的有機(jī)質(zhì)破壞程度較小,利用微波進(jìn)行煤脫硫是一個(gè)有前途的脫硫新方法。
　　本文是以國家973重點(diǎn)項(xiàng)目“低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的基礎(chǔ)研究”為依托,在現(xiàn)有微波煤脫硫研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步展開研究的成果。
　　首先,本文闡述了實(shí)驗(yàn)室脫硫裝置的搭建,對裝置各個(gè)部分進(jìn)行了描述,

3、并設(shè)計(jì)了兩款實(shí)用頻率可重構(gòu)微波反應(yīng)腔,其中一種腔體加工出實(shí)物并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,實(shí)測結(jié)果與仿真吻合,能為微波物質(zhì)處理提供反應(yīng)場所。
　　其次,了解煤及其含硫化合物的電磁特性是展開微波煤脫硫研究的基礎(chǔ),本文用傳輸反射法測試了煤樣的復(fù)介電常數(shù)。為了克服傳輸反射法不適于測量低損耗物質(zhì)的介電常數(shù)這一缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種新型的基于基片集成波導(dǎo)的諧振腔法測量物質(zhì)復(fù)介電常數(shù),該方法能精確測量低損耗物質(zhì)的介電常數(shù)。
　　最后,為了研究微波對煤的

4、作用本文提出了通過建模仿真來研究電磁波在煤中的傳播和衰減特性。本文分別建立了二維和三維的隨機(jī)任意模型模擬煤顆粒堆積為煤塊的實(shí)際情況,兩種建模方法均通過Matlab編程實(shí)現(xiàn)。通過Matlab建立的模型可以便捷的轉(zhuǎn)入HFSS里進(jìn)行電磁波照射的仿真,仿真模型的電磁參數(shù)設(shè)置基于實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果,從仿真中得到傳播常數(shù)和傳輸系數(shù)為研究煤中電磁波的傳播問題提供了依據(jù)。
　　本文采取的研究方法和得出的結(jié)論有利于指導(dǎo)微波煤脫硫的進(jìn)一步研究和工業(yè)化應(yīng)用