黑液水煤浆沾污结渣机理及微观物化研究.pdf

浙江大学
硕士学位论文
黑液水煤浆沾污结渣机理及微观物化研究
姓名:赵显桥
申请学位级别:硕士
专业:工程热物理
指导教师:曹欣玉;黄镇宇
20040101
摘要电站锅炉结渣不仅降低锅炉效率、影响经济性,而且更是多种安全事故的隐患。黑液水煤浆是适合我国国情的又~项洁净煤技术。针对黑液水煤浆的强结渣问题,本文通过试验研究和理论分析对黑液水煤浆沾污结渣机理及热流动态特性进行了深入系统的探讨。利用自制的灰污热流计模拟水冷壁沾污结渣过程,获取了黑液水煤浆灰沉积及热流动态特性,结果显示燃烧黑液水煤浆时热流衰减速率要比常规水煤浆快,硅碳棒静态、动态灰沉积试验,研究黑液水煤浆灰沉积行为和沉积物特性。静态灰沉积试验结果表明,黑液浆灰渣的沉积速率约为常规浆的倍,表明黑液浆沾污结渣倾向明显强于常规浆。动态灰沉积试验结果表明,是结渣初始沉积层形成的重要原因。率先将电子探针这一精密分析仪器用于锅炉结渣机理的研究,对黑液水煤浆试验炉炉内典型灰渣样品沿剖面厚度方向上的矿物元素分布进行了分析。结果表明,、对积灰有较大的促进作用,而、在结渣初始沉积过程中有更大的贡献。利用蚐分析阐述了炉内灰渣的晶相组成及微观形貌,结果表明黑液水煤浆灰渣晶相主要以的硫酸盐和硅铝酸盐为主,晶粒边界大都比较模糊,甚至已经烧成熔珠状。对新汶水煤浆和辽河水煤浆工业炉炉内各部位灰渣熔融特性规律进行研究,发现两种煤浆燃烧前后灰渣熔融特性呈相反的变化趋势。究其原因是因为两种水煤浆矿物质在炉内热力环境下的行为不同,其中的存在形式、炉内行为对灰在前人工作的基础上建立了七因素沾污结渣模糊综合评判模型,实例验证结果表明本模型提高了评价的准确率。提出了一种基于粗糙集理论计算结渣模糊综合评判模型权系数的新方法,该法克服了传统权系数确定方法的主观性,使得综合评判方法更具客观性和准确性。关键词;黑液水煤浆;沾污;结渣;晶相组成;微观形貌;电子探针:熔融特性模糊综合评判;权系数这对于工业应用时制定吹灰策略、优化吹灰有重要的参考价值和指导作用。通过渣熔融特性有很大影响。浙江大学硕士学位论文赵显桥
.,..,’琣琣瑃,浙江大学硕士学位论文赵显桥瓸..,.疭甌.
;籹籧:;浙江大学硕士学位论文赵显桥瓵甌籥籪;
签字日期:御麓学位论文作者签名:赵显蛹签字日期:学位论文作者签名:恕殳辑学号兰克独创性声明学位论文版权使用授权书他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机借阅。本人授权澎塑苤茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库卫。。千年多月一罗日本学位论文作者完全了解盘婆盘鲎有关保留、使用学位论文的规定,签字日期:卫护。斗年麓跞本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者毕业后去向:通讯地址:导师签名工作单位:电话:邮编:
第一章绪论§课题研究背景§黑液水煤浆的开发研究现状我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭占能源消费结构的%以上,而其中%的煤炭为直接燃烧,煤炭平均利用效率为%N夜拿禾保有量超过一万亿吨,居世界第三位,再加上地下米以内的深层资源,总量估计可达蛞诙郑佣晌N夜植甲罟恪⒆罘岣坏目笪镒试。因此,预计到本世纪中叶,甚至到本世纪末,我国以煤炭为主的能源结构不会改变,煤炭持续发展,大力开发、应用洁净煤技术尤为重要。水煤浆作为一种洁净煤技术,先后被列入国家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”计划,现已进入工业化应用阶段K航云涮赜械母咝У污染性能在世界范围内得到了广泛的应用,尤其是在我国,以煤为主的能源结构油价不断攀升的今天,许多燃油炉纷纷改燃水煤浆。造纸黑液是由制浆后残留的木质素与加入的水和碱一起形成的,非常难以处理,尤以草浆处理难度最大,是危害水资源的一大污染源。因此,如何处置、利用造纸黑液一直是一个重大的课题。造纸黑液中富含钠等碱性物质,而水煤浆的添加剂正是以钠基为主,因此,若能在黑液中加入煤粉制成黑液水煤浆。与常规水煤浆一样进行燃烧。这样既解决了黑液对环境的污染,又可替代水煤浆的添加剂,真正做到“物尽其用、变废为宝”,具有广阔的应用前景。但是,黑液水煤浆不同于传统意义上的常规水煤浆,其最大特点是碱含量很高,工业应用时极易造成燃烧设备的沾污结渣,严重影响锅炉的安全、经济运行。黑液水煤浆的流动、雾化、着火、燃烧特别是沾污、结渣倾向到底如何谝核煤浆