高爐噴吹用的秸稈炭制備及表征

【摘要】：高爐噴吹煤粉可以大幅度節(jié)焦,降低生鐵成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,已成為高爐降焦和強(qiáng)化冶煉的一種手段。但是煤炭資源有限,屬于不可再生資源,開采和利用中會(huì)造成環(huán)境污染。秸稈資源是一種生物質(zhì)能源,具有可再生性、環(huán)境友好、資源儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn)。本研究將廢棄的秸稈熱解炭化,制備的秸稈炭部分取代煤粉用于高爐噴吹,這樣既可緩解煤炭資源緊張、減少化石能源燃料廢氣和廢物的排放,又為生物質(zhì)資源尋求一種有效的利用途徑。 四種秸稈的原料特性表明均具有密度低、水分含量高、低熱值、高揮發(fā)份、高灰分等特點(diǎn)。本文在升溫速度5℃/min、終點(diǎn)溫度500℃(水稻稈400℃)的熱解條件下,制備出優(yōu)質(zhì)秸稈炭,其中棉稈炭質(zhì)量最優(yōu),其熱值可達(dá)24.72MJ/Kg、灰分14.78%、固定碳68.66%。秸稈熱解過程中主要產(chǎn)生NOX、SO2.CO和CxHy四種氣體,且排放量較高需進(jìn)行尾氣處理。對(duì)四種秸稈炭和兩種無煙煤及一種煙煤的燃燒特性研究表明,秸稈炭具有著火點(diǎn)低、可燃性好、燃燒穩(wěn)定、反應(yīng)性好等特點(diǎn)；結(jié)渣特性研究表明四種秸稈炭的灰分結(jié)渣嚴(yán)重,其灰分的堿性氧化物指數(shù)AI均大于1.4。秸稈炭與無煙煤混合后能一定程度改善秸稈炭的結(jié)渣性能,且混合煤相對(duì)單一無煙煤的著火點(diǎn)降低134℃,燃燒速度增大92.5%,燃盡率提高160.3%,綜合燃燒性能顯著提升。高爐噴吹模擬試驗(yàn)表明,棉稈炭與無煙煤混合燃燒的燃燒率優(yōu)于煙煤和無煙煤混合,最高可達(dá)77.68%,提高了20.2%。綜合以上研究可知,棉稈炭與玉米稈炭可在一定程度上替代煤粉用于高爐噴吹。圖43幅,表21個(gè),參考文獻(xiàn)74篇 【關(guān)鍵詞】：高爐噴吹 秸稈炭 燃燒性能 生物質(zhì)熱解 熱分析
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TF526;TK6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 文獻(xiàn)綜述9-23
• 1.1 鋼鐵現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.2 高爐噴煤10-14
• 1.2.1 高爐噴煤的意義11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外高爐噴煤的發(fā)展11-12
• 1.2.3 高爐噴吹煤粉燃燒特性12-13
• 1.2.4 高爐噴煤對(duì)煤粉的質(zhì)量要求和煤種選擇13-14
• 1.3 煤炭資源現(xiàn)狀14-16
• 1.4 秸稈資源及秸稈炭的制備16-21
• 1.4.1 生物資源和秸稈資源16-17
• 1.4.2 秸稈資源的用途17-18
• 1.4.3 生物質(zhì)秸稈資源利用方式18-19
• 1.4.4 秸稈炭的制備19-21
• 1.5 論文研究的目的、內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)21-23
• 1.5.1 論文研究目的21-22
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容22
• 1.5.3 創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 2 原料性能、試驗(yàn)裝置及研究方法23-33
• 2.1 原料性能23-24
• 2.2 試驗(yàn)裝置及研究方法24-33
• 2.2.1 原料及產(chǎn)品的理化性能研究24-26
• 2.2.2 熱解試驗(yàn)研究26
• 2.2.3 燃燒特性研究26-29
• 2.2.4 灰熔點(diǎn)測(cè)定及結(jié)渣特性分析29-30
• 2.2.5 高爐噴煤試驗(yàn)研究30-33
• 3 秸稈熱解炭化工藝優(yōu)化及秸稈炭制備33-44
• 3.1 升溫速度對(duì)炭化的影響33-36
• 3.2 終點(diǎn)溫度對(duì)炭化的影響36-39
• 3.3 不同炭化溫度下秸稈的外觀變化39-40
• 3.4 熱解尾氣的研究40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 4 高爐噴吹用的秸稈炭性能表征及與煤粉的混合特性44-58
• 4.1 單一秸稈炭及煤粉性能表征44-51
• 4.1.1 秸稈炭及煤種的物化特性44-45
• 4.1.2 秸稈炭及煤種的單一燃燒特性45-47
• 4.1.3 秸稈炭及煤粉的灰熔性和結(jié)渣特性47-51
• 4.2 秸稈炭與煤粉混合性能表征51-57
• 4.2.1 秸稈炭與煤粉不同配比后的工業(yè)分析51-52
• 4.2.2 秸稈炭與煤粉混合燃燒特性52-56
• 4.2.3 秸稈炭與煤粉混合灰分結(jié)渣特性研究56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 5 秸稈炭用于高爐噴吹的模擬試驗(yàn)研究58-64
• 5.1 混合煤粉的物化性能58-60
• 5.2 試驗(yàn)流程和工藝參數(shù)的選擇60-61
• 5.3 高爐混合噴吹煤粉的效果及評(píng)價(jià)61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要研究成果70-71
• 致謝71

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