垃圾焚烧过程中重金属分布特性的研究

本文对垃圾焚烧过程中,不同粒径的灰颗粒中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni六种重金属元素含量进行了测定,同时比较了燃烧飞灰、煤与垃圾混烧的飞灰以及垃圾飞灰三种灰样中相应的重金属含量。结果表明:焚烧飞灰中重金属浓度含量随着颗粒尺寸的增大而减少;三种不同灰样的重金属含量大小依次为:垃圾飞灰>煤与垃圾混烧飞灰>燃煤飞灰。     

高钙飞灰的矿物学组成及微区特征研究

对小龙潭电厂飞灰及不同密度级的分选灰的矿物学和颗粒微区特征进行了详细研究,高钙飞灰中的含钙矿物主要包括石灰,硬石膏,钙黄长石,镁黄长石和氢氧钙石;同时含有少量斜硅钙石,方解石,钙铁石,陨硫钙石,钙铁榴石和钙铝榴石;不同密度级分选灰矿物组成和微区特征差异很大.石英、莫来石主要存在于低密度级飞灰;石灰、硬石膏在漂珠中明显富集;斜硅钙石和钙铝榴石主要存在于沉珠中;含铁矿物赤铁矿,磁铁矿以及钙铁石在重灰和沉珠中的含量明显高于漂珠和轻质灰.     

O2/CO2煤粉燃烧时细灰颗粒中痕量元素分布特性的实验研究

通过三个煤种在沉降炉中的燃烧实验,采用X-射线荧光光谱仪对实验收集的细灰颗粒物的元素组成进行定量测定,研究了O2/CO2煤粉燃烧对痕量元素行为的影响.结果表明,与O2/N2燃烧相比,O2/CO2燃烧对LPI颗粒物中Cu、Zn和Mn元素的分布形式没有影响,但显著增加了Cu、Zn元素在亚微米颗粒中的富集程度, Mn元素住细灰颗粒上没有出现富集,但O2/CO2燃烧时Mn在亚微米和超微米颗粒中的含量均显著减少.     

古交飞灰不同粒径颗粒的XRD及FTIR研究

我国每年产生大量的粉煤灰,不同粒径的粉煤灰在处置利用方面存在较大差异。为探究不同粒径粉煤灰物质组成及结构的差异,选取古交飞灰为研究对象,将其筛分成8个粒度级别,运用X射线衍射(XRD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:XRD图谱显示古交飞灰主要物质组成为非晶相玻璃体(61.93%～74.76%),莫来石(20.45%～29.59%)与少量石英(1.23%～5.64%)。随着粒径的增加,莫来石含量降低,石英含量先增加后降低,而玻璃体呈现整体上升的趋势。FTIR图谱显示Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动峰为主要化学键(58.86%～67.39%),其次为Si—O—(Si)弯曲振动(15.28%～21.40%), Si—O—Si对称伸缩振动(6.18%～9.67%), Si—O—(Al)对称伸缩振动(0.79%～4.02%)。随着粒径的增加, Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动相对增加, Si—O—(Si)弯曲振动降低,而Si—O—Si对称伸缩振动与Si—O—(Al)对称伸缩振动波有明显变化规律。FTIR中Si—O(Si, Al)反对称伸缩振动峰主要为飞灰中的玻璃体的吸收峰,其相对含量随着粒度的增加而增加与XRD定量所得玻璃体含量变化趋势整体一致。464 cm~(-1)附近石英的Si—O—(Si)弯曲振动, 1 090 cm~(-1)附近石英的Si—O—Si反对称伸缩振动相对含量的变化趋势与XRD定量所得石英百分含量的结果基本一致。不同粒飞灰中莫来石556 cm~(-1)处强吸收峰的相对含量(y)与XRD计算所得莫来石含量(x%)呈线性关系:y=0.396x-1.997,R~2=0.868。     

高钙煤的成灰特性研究

神木煤的含钙量较高,使得燃烧后煤灰中氧化钙含量也很高.研究高钙煤的成灰特性,以分析在何种工况下燃烧产生的煤灰更适于作为脱硫剂使用.选取1000℃和1100℃两个燃烧温度,各温度下分别通入的4种不同气氛组织燃烧,燃烧完全后对煤灰的物理特性进行研究.研究发现随着燃烧气氛中氧气质量浓度的增加,煤灰颗粒的尺寸逐渐减小,孔隙结构逐渐疏松.当燃烧温度升高时,所得煤灰颗粒的尺寸减小,孔隙结构变得致密.     

煤中多元素同时分析的湿法消化法及其利用

采用高压消化罐法消化样品,采用正交试验设计实验方案,用ICP-AES测定了原煤、飞灰和底灰中的铝、钾、钙、镁、锰、锌、铜、钛、钡、硒、锶、铈、锡、铬、砷、铊16种元素的含量,方法回收率在93.5%-109.3%之间,相对标准偏差均小于2.31%.方法简单,快速,准确性好,实现了多元素同时测定.测量结果表明,煤燃烧后的底灰、飞灰中微量金属元素普遍得到了富集,底灰、飞灰中的常量元素基本在土壤标准的正常范围,而有毒微量元素As、Cr超标.     

燃煤源PM_(10)的CCSEM单颗粒分析

借助计算机控制扫描电镜(CCSEM)技术实现了对PM_(10)和PM_(2.5)的单颗粒物化特性分析。选用一种典型无烟煤在沉降炉内开展燃烧实验,分别收取PM_(10)和全灰。通过将CCSEM所测全灰中灰颗粒的几何粒径换算为空气动力学直径,发现全灰空气动力学直径为0.5~10μm的细颗粒与低压撞击器(LPI)收取的PM_(0.5-10)的物化性质较相似。随后对全灰中细颗粒的CCSEM单颗粒分析表明,PM_(0.5-2.5)的矿物组成与PM_(2.5-10)、全灰相差较大,其Fe硅铝酸盐、混合硅铝酸盐等成分的含量为三者最大,而莫来石相成分含量为三者最低。相比PM_(2.5-10)和全灰,PM_(0.5-2.5)中Fe分布在莫来石相成分中的比例最小。     

煤粉燃烧过程中灰膜形成比例实验研究

煤焦颗粒燃烧过程中,灰膜形成显著影响其燃烧特性。因此,本文借助高温沉降炉研究了61~75,75~90和90~125μm三种粒径黄陵烟煤在1273和1673 K温度下的燃烧特性与灰膜形成比例;借助扫描电镜(SEM)详细观测空心微珠颗粒内部结构,提出灰膜比例计算公式,并分析温度,粒径和碳转化率对灰膜比例的影响。结果表明,高温下大部分灰分在焦炭烧尽阶段以灰膜形式存在。灰膜比例随温度和碳转化率增加而增加,随煤粉粒径增大而减小。高温下灰分用于形成灰膜比例相对较高,这为煤焦燃尽阶段的低反应性提供了合理的解释。煤焦颗粒动态燃烧过程中灰膜形成比例随燃烧工况变化而变化。该研究为煤焦颗粒燃烧动力学模拟灰膜比例选择提供了关键数据支撑。     

燃煤飞灰物理化学特性及其润湿机理研究

以小龙潭电厂燃煤飞灰及其不同粒径范围的分级灰为对象,采用X射线荧光光谱、X射线衍射、离子色谱、Zeta电位、扫描电镜等实验方法研究了飞灰的物理化学特征.同时采用沉降实验、表面张力实验研究了三种不同润湿剂对飞灰的润湿性能.研究发现,溶液对飞灰的润湿能力不仅取决于其气液界面张力,还与飞灰的组成、表面电位以及形貌特征密切相关.亲水性物质含量的增加,颗粒表面电荷与润湿剂分子间的静电吸引,颗粒表面的棱角孔隙等均可以促进其润湿;温度越高飞灰润湿性能越好,且温度对飞灰润湿过程影响较大,温度较高(60℃)时润湿剂种类及浓度对飞灰润湿过程的影响不明显.     

流化床垃圾焚烧炉飞灰中二噁英的分布

对某热电厂150吨/天垃圾和煤混烧焚烧炉百叶窗分离器收集的飞灰进行筛分和二噁英含量测定。灰样中>100μm的颗粒占到了86％以上。随粒径减小,二噁英总量浓度增大,且粒径<37μm飞灰的二噁英浓度最高。二噁英的毒性当量I-TEQ值在100μm的左右两侧均随粒径增大而降低。大于 100μm的颗粒是构成原始飞灰样品二噁英总量和I-TEQ值的主要部分。呋喃氯代物是飞灰中主要的二噁英,PCDDs/PCDFs比值小于1。本文还分析了影响飞灰中二噁英生成的其它因素。     

水煤浆在沸腾床内燃烧过程的初步研究

本文介绍了对于水煤浆在沸腾床内燃烧过程的初步实验研究结果。实验表明水煤浆在沸腾床内的凝聚、结团特性,使得燃烧过程中的飞灰可燃物损失可以被控制得很低,因而其燃烧效率可达很高的水平,高于同煤种的干煤粒。实验还表明采用所提出的异重度床料沸腾燃烧的方案可以成功地消除凝聚、结团造成的大颗粒沉积现象,实现稳定地运行。燃用水煤浆的沸腾床与普通燃煤沸腾床相比还有NO_x排放量低和易于脱硫等优点,因此是一项有发展前途的新技术。     

燃煤电站锅炉颗粒物排放特性的实验研究

本文对某燃煤电厂的两台锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样,研究了可吸入颗粒物(PM10)的排放浓度、质量粒径分布、排放特征、对静电除尘器的穿透率和锅炉运行负荷对其的影响.试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物.研究表明,两台锅炉产生的PM10均呈双峰分布,其除尘器入口峰值分别在0.1μm和4.0μm左右,而出口峰值则为0.1μm和2.0μm;随着颗粒物粒径的减小,颗粒物对除尘器的穿透率是降低的,其中在0.2～0.6μm的穿透率达到一个峰值;相比除尘器入口,除尘器出口PM1和PM2.5的质量百分比都大大增加,这也是由于除尘器对飞灰中的大颗粒脱除效果更佳的原因造成的.随着锅炉运行负荷的降低,PM,10占总灰颗粒的质量百分比含量下降.     

煤粉加压气流床气化特性实验研究

煤气化技术由于具有高煤炭利用率和低污染排放,近年米得到快速发展.我国煤种灰熔点普遍偏高,约占保有储量的57%,无法满足现有液态排渣气流床气化技术的需要.为扩大该技术对我国高灰熔点煤种的适应性,本文在25kg/h规模的加压气流床气化装置上,对我国高灰熔点煤种进行了气化特性实验研究.研究结果表明:高温有利干气化反应向吸热方向进行,碳转化率升高,但过多氧气存在,使得气化炉内燃烧份额增加,导致合成气中 CO2和H2O的含量升高,CO、H2含量降低,冷煤气效率下降,因此,存在最佳气化温度.本实验条件下,最伟气化温度为1300～1350℃;1350℃连续运行1小时30分,此时气化炉底部和旋风分离器内的灰渣,整体上仍以固态形式存在,只有灰中部分低熔融成分发生熔融,其熔融部分在数μm左右.     

孤立碳颗粒聚团燃烧过程的研究

数值模拟气体流过孤立碳颗粒聚团的燃烧反应过程。计算表明穿过颗粒聚团的气体流量主要与颗粒聚团空隙率有关。当颗粒聚团空隙率小于0．8时,穿过颗粒聚团的气体流量可忽略不计。碳颗粒聚团内温度呈现迎来流面低、背流面高,两侧低中间高; CO和CO2含量呈现迎来流面低、背流面高,两侧低中间高的变化趋势;而O2含量迎来流面高、背流面低,两侧高中间低。颗粒聚团内不同位置的颗粒消耗的碳量不同。颗粒的相互团聚将降低碳的消耗量,同时也抑制碳颗粒燃烧过程NO和N2O的生成。     

不同来源煤灰激光诱导击穿光谱测量特性对比研究

飞灰含碳量的定量分析需要不同含碳量梯度的飞灰样品作为定标之用。通常做法是用煤粉按照快速灰化法的要求灼烧得到不同含碳量的灰样,用于定标分析。但是这与实际锅炉飞灰的成分存在一定差异,需要对光谱特性的差异进行研究来指导实际定标工作。因此,对比了快速灰化法制备的不同含碳量的煤灰样品与锅炉飞灰在特征谱线强度、等离子温度等等离子光谱特征方面的差异。实验证明快速灰化法制备的煤灰样品的Fe,Mg和Al谱线强度强于锅炉飞灰样品,飞灰等离子温度低于所制备的煤灰样品的等离子体温度,这可能是不同处理过程的物理化学特性差异造成的。用主成分分析法考察了导致光谱差异的主要原因,认为Fe,Mg,Al和Si等元素是导致二者在光谱特性差异的主要因素,这可能因为实验室内按照快速灰化法进行制样的飞灰相应矿物质组成不同所导致的。在用灼烧后的煤灰定标未燃碳时,应注意由于成灰过程不同所造成的Fe,Mg,Al和Si等元素含量和形态不同所带来的影响。     

纳米Lu2O3:Eu局域结构的EXAFS研究

利用EXAFS对燃烧法制备的不同粒径的纳米Lu₂O₃:Eu(10%)进行了研究. 结果显示, 随着纳米颗粒尺寸的减小, 第一壳层(Lu-O和Eu-O)的配位数、配位距离、无序度都呈现增大的趋势, 其配位距离与颗粒直径 倒数呈线性关系, 证实该材料中有纳米晶粒核和非晶的颗粒表面两种不同的局域结构成分. 在小颗粒尺寸下, 非晶态成分占主要部分, 显著地影响其发光等物理性质.     

半金属Fe3O4粉末的低场磁电阻效应

本文分析和报告了半金属Fe3O4粉末在不同温度下的低场磁电阻现象,将商品化的Fe3O4微米颗粒和运用球磨法制备的Fe3O4-Fe2O3核壳结构两种材料冷压成片和溶液涂敷进行对比,实验结果表明常温下半金属Fe3O4粉末的低场磁电阻效应依赖于样品制备方法,而对样品的颗粒的大小以及颗粒的组成成分不太敏感.     

Eu3+掺杂2ZnO·2.2B2O3·3H2O红色荧光粉的发光性能

采用水热法合成2ZnO.2.2B2O3·3H2O:Eu3+红色荧光粉.其形貌、结构和光学性能分别用扫描电镜、X射线衍射和荧光光谱进行表征.扫描电镜图片显示样品的尺寸分布在0.1～1 μm范围内.随着Eu3+掺杂浓度的升高,样品向无定形的玻璃态转变.当激发波长为253 nm(属于Eu3+ -O2 -电荷迁移带吸收)时,样...     

煤粉炉内颗粒辐射特性的检测与分析

在一台200 MW机组煤粉炉上开展了炉内颗粒介质辐射特性的检测与分析.采用火焰图像处理技术及辐射传递逆求解方法检测了炉内三个横截面的颗粒介质的吸收系数和散射系数,同时采用水冷枪抽气取样装置对炉内燃烧介质中的颗粒物进行了采样.实验结果表明,炉膛中燃烧器区域的颗粒辐射特性相对较大,炉膛出口处的颗粒辐射特性最小;其的辐射特性与颗粒含碳量成正比;颗粒表面较为光滑的飞灰,其辐射特性相对较小,而表面凹凸不平的焦炭颗粒,其辐射特性相对较大.     

减少二氧化碳对LIBS检测飞灰中未燃碳含量影响的研究

通常热力发电厂将飞灰中未燃碳的含量作为评价锅炉燃烧效率的重要指标,通过测量飞灰中未燃碳的含量来评价煤粉燃烧的充分程度,进而实现优化燃烧、提高机组效率。基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)无接触、快速响应、高灵敏度、可以在线测量等特点,备用来测量飞灰中未燃碳的含量。由于烟气中CO₂气体的存在,碳谱线强度会随CO₂浓度的变化而改变。为了减少CO₂气体对飞灰未燃碳测量结果的影响,提出并设计了具有二级旋风分离器的LIBS测量飞灰未燃碳含量实验系统,飞灰从给粉机流出后通过二级旋风分离器进入测量腔体,脉冲激光经过透镜作用于飞灰样品进而产生等离子体。LIBS系统采用双中心波长光谱仪,可测得飞灰中C,Si,Mg,Fe,Ca和Al等主要元素谱线,同时高分辨率通道可分辨出相邻C和Fe的元素谱线,可以在获得充分的飞灰光谱信息的同时保证了测量的精度。实验结果表明该系统可有效分离和收集飞灰颗粒,减少CO₂气体对测量结果的干扰,为LIBS技术的工程应用提供了更准确的依据。