O2/CO2燃烧气氛对混煤灰熔融特性及含钙矿物生成与转化的影响

作     者：张中建 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：方庆艳;陈刚

授予年度：2019年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：混煤掺烧 O2/CO2燃烧 积灰结渣 矿物转化 

摘      要：CO作为主要的温室气体之一,是导致全球气候变暖的重要原因。为了减少火电厂CO排放,富氧燃烧技术在锅炉中的应用得到广泛重视。富氧燃烧技术采用纯氧与烟气混合与煤粉进行燃烧,排放的烟气以CO为主,便于对CO进行经济高效地捕集、封存与利用。O/CO燃烧气氛下煤粉着火特性、火焰稳定性、焦炭燃尽、NO排放,硫元素的转化、辐射特性、积灰结渣特性都会发生变化。本文对O/CO燃烧气氛下单煤及其混煤燃烧的积灰结渣特性进行研究,探究了O/N与O/CO气氛下灰熔融特性与含钙矿物生成转化特性的差异。矿物之间的低温共熔会导致混煤灰熔点低于按照混合比例线性加权得到的理论计算灰熔点,从而使得混煤灰熔点与混合比例呈非线性关系。三元相图可以很好地表征混煤灰熔融特性。对于O/N与O/CO两种气氛下的煤灰样品,其灰熔点没有明显差异。不同的制灰气氛未能影响混煤灰的灰熔点。气氛由O/N向O/CO的转变可能会对混煤灰中含钙矿物的形态与生成转化产生影响,这取决于原煤灰中的钙是否易于被CO碳酸化。如果混煤灰中的钙不易被CO碳酸化,则燃烧气氛由O/N向O/CO转变后,不会明显影响含钙矿物的转化;如果混煤灰中的钙易于被CO碳酸化,则相比于O/N气氛,O/CO气氛下煤灰中会有更多的碳酸钙生成,碳酸钙较低的分解温度使得其更易于分解产生CaO与混煤灰中其他硅铝酸盐反应,阻止硅铝酸盐向高熔点矿物的转化,从而导致O/CO气氛下生成更多的钙长石、钙黄长石等含钙硅铝酸盐以及低温共熔物,使得O/CO气氛下混煤灰有更高的结渣倾向。