U-GAS气化炉飞灰理化性质及造粒性能研究

摘要

U-GAS气化技术具有煤种适应性强、操作温度低、气化强度大、产品煤气中不含焦油和酚类等优点，是目前比较先进的气化技术之一。但该工艺过程会产生大量含碳量较高的细粒飞灰，导致U-GAS气化炉碳转化率低。而且，大量堆积的飞灰占用土地、污染环境、危害人体健康。因此，飞灰的合理利用便成为U-GAS气化工艺亟待解决的问题。
　　本文以U-GAS气化炉飞灰为研究对象，检测了飞灰理化性质，分析了飞灰潜在利用途径，并重点研究了飞灰造粒工艺，探讨飞灰造粒用于流化床锅炉燃烧的可行性。论文主要成果如下：
　　（1）U-GAS气化炉飞灰碳含量高达50.49％，发热量为17390KJ/kg；SEM表明U-GAS气化炉飞灰为不规则形状，几乎不含规则状球形颗粒，与普通锅炉飞灰差异较大；化学组分中SiO2和Al2O3总含量高达83.11%，回收利用价值较高；粒度较细，中心粒度仅为13μm，浮选性能较差；着火温度高、燃尽时间长、反应性差。
　　（2）飞灰单独造粒效果较差，掺入煤粉可显著提高其造粒性能及燃烧性能；实验室优化选取水玻璃作为飞灰造粒粘结剂，煤粉与飞灰质量比1:1，粘结剂添加量10%，为飞灰造粒最佳工艺参数。
　　（3）造粒产品经干燥后煤质与煤粉相近，颗粒与煤粉着火温度相差16℃，燃尽温度相差4℃，两者着火温度与燃尽温度呈现高度一致性，且两者燃烧曲线同步变化，燃烧温度区域基本重合。
　　（4）按年产20万吨颗粒工艺生产线计算，在不考虑颗粒燃烧后产生的利益外，仅原料费用就可节约3340万元/年。

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1 绪论

1.1 飞灰的产生

1.2 飞灰的危害

1.3 国内外研究现状

1.4 飞灰综合利用途径

1.5 选题背景与研究意义

1.6 研究内容与技术路线

2 飞灰理化性质研究

2.1 工业分析及元素分析

2.2 粒度分析

2.3 化学组成

2.4 物相分析

2.5 微观形貌

2.6 比表面积及孔径分布

2.7 燃烧特性

2.8 浮选性能

2.9 飞灰利用途径分析

2.10 小结

3飞灰造粒性能研究

3.1 飞灰单独造粒性能研究

3.2 煤粉对飞灰造粒性能的影响

3.3 粘结剂选择

3.4 煤粉添加比例的选择

3.5 成型压力的选择

3.6 飞灰造粒中试试验

3.7 小结

4 飞灰造粒流化床燃烧可行性

4.1 造粒产品煤质分析

4.2 造粒产品燃烧性能

4.3 造粒产品煤灰熔融性

4.4 经济效益分析

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

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