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污泥/煤灰渣物相变化与熔融特性研究
作 者: 高颖佳
导 师: 刘亮
学 校: 长沙理工大学
专 业: 热能工程
关键词: 污泥灰 熔融特性 XRD 热分析 污泥/煤
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
灰渣熔融特性关系到结渣特性的判断、排渣方式的选择等方面,是影响锅炉正常运行的一个重要因素。国内外很多学者对于污泥/煤燃烧的研究主要集中于燃烧特性以及污染物排放特性等方面,而对污泥/煤燃烧产生的灰渣的熔融特性研究较少。本文选取了兰坝煤和城市污水污泥,并按照一定的掺混比例制取灰样。通过灰熔点测试、X-射线衍射、TD-DSC、SEM/EDX等手段对灰渣进行分析,从矿物学、热分析、微观结构等角度对灰渣的熔融特性进行分析研究,以期为污泥与煤混合燃料焚烧炉的设计提供相关参考。本文的主要内容如下:1.利用灰锥法对污泥/煤在不同混合比例下的灰渣的熔融性进行了研究,发现随着污泥含量的上升,灰熔融特征温度随之降低。2.利用X-射线衍射法对污泥/煤在不同混合比例下,不同煅烧温度下的灰渣进行了研究,从矿物学的角度来分析灰内各矿物质组分对灰熔融特性的影响。发现污泥灰中赤铁矿和钙长石的相对高含量导致其熔融特征温度较低,煤灰中莫来石的相对高含量导致了其较高的熔融特征温度。3.利用热重法和差示扫描量热法(TG-DSC)对污泥/煤在不同混合比例下的灰渣的熔融特性进行了研究。并对TG曲线上的失重峰以及DSC曲线上的特征峰的成因进行了分析。发现煤灰中含有碳酸盐类矿物质和硫酸盐类矿物质,但含量均较少。污泥含量为30%、50%的混合试样灰渣、污泥灰中含有较多的Ca(OH)2,碳酸盐类矿物质和硫酸盐类矿物质,并且其含量随着污泥掺混比例的提高而升高。4.利用SEM/EDX对污泥/煤在不同混合比例下的灰渣进行了形貌分析和元素分析,发现随着煅烧温度的提高,灰渣熔融程度加剧,各灰渣的成分基本接近。
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全文目录
摘要 5-6ABSTRACT 6-11第一章 绪论 11-21 1.1 课题的研究背景 11-16 1.1.1 污泥的来源及产量 11 1.1.2 污泥的处理处置原则 11-13 1.1.3 污泥处置方式 13-14 1.1.4 污泥的焚烧处置 14-15 1.1.5 污泥焚烧技术工艺流程及产污环节 15-16 1.1.6 污泥/煤灰渣熔融特性 16 1.2 污泥/煤灰渣国内外研究现状 16-19 1.3 本文的主要研究工作 19-20 1.4 本章小结 20-21第二章 灰成分对熔融特性影响的理论分析 21-27 2.1 灰中化学成分与灰渣熔融特性的关系 21-23 2.2 矿物质与灰渣熔融特性的关系 23-25 2.2.1 矿物质中的主要元素 23 2.2.2 煤及灰渣中常见矿物质 23-25 2.3 灰渣熔融特性的实验研究方法 25 2.4 本章小结 25-27第三章 污泥 27-33 3.1 污泥/煤灰渣熔融性研究 27-29 3.1.1 灰渣熔融性测定的工业意义 27-28 3.1.2 灰渣熔融性的测定方法 28 3.1.3 特征温度的定义 28-29 3.2 污泥/煤灰渣熔融性实验 29-30 3.2.1 污泥/煤灰渣的制取 29-30 3.2.2 实验设备 30 3.3 污泥/煤灰渣熔融性实验结果及讨论 30-32 3.4 本章小结 32-33第四章 污泥 33-48 4.1 X-射线衍射分析的实验原理 33-34 4.2 污泥灰的X-射线衍射分析 34-39 4.2.1 实验部分 34 4.2.2 不同煅烧温度下污泥灰的XRD 曲线比较 34-35 4.2.3 低温污泥灰的矿物组成分析 35-37 4.2.4 高温污泥灰的矿物组成分析 37 4.2.5 污泥灰熔融特性的矿物学分析 37-39 4.2.6 污泥灰熔融特性分析结论 39 4.3 兰坝煤的X-射线衍射分析 39-41 4.3.1 实验部分 40 4.3.2 高温煤灰的矿物组成分析 40 4.3.3 兰坝煤灰熔融特性分析结论 40-41 4.4 污泥/煤灰渣的X-射线衍射分析 41-47 4.4.1 实验部分 41-42 4.4.2 不同掺混比例下污泥/煤灰渣的矿物质组成 42-45 4.4.3 1 100 ℃煅烧温度下灰中矿物质对灰熔融特性的影响 45-47 4.4.4 污泥/煤灰渣熔融分析结论 47 4.5 本章小结 47-48第五章 污泥 48-54 5.1 热重法的简介 48-49 5.1.1 热重法的基本原理 48 5.1.2 影响热重分析的因素 48-49 5.2 差示扫描量热法的简介 49 5.3 污泥/煤灰熔融特性的热分析研究 49-53 5.3.1 实验部分 49-50 5.3.2 煤灰和污泥灰的热分析 50-51 5.3.3 污泥/煤灰渣的热分析 51-53 5.4 本章小结 53-54第六章 污泥 54-68 6.1 污泥灰渣的形貌特征分析 54-60 6.1.1 污泥的煅烧实验 54 6.1.2 煅烧实验结果及分析 54-55 6.1.3 污泥灰渣的SEM/EDX 实验 55-56 6.1.4 污泥灰渣的SEM/EDX 分析 56-60 6.2 污泥/煤灰渣的形貌特征分析 60-66 6.2.1 污泥/煤灰渣的煅烧实验 60-61 6.2.2 煅烧实验结果及分析 61-62 6.2.3 污泥/煤灰渣的SEM/EDX 实验及结果分析 62-66 6.3 本章小结 66-68总结与展望 68-70参考文献 70-75致谢 75-76附录(攻读学位期间发表论文目录) 76-77摘要 77-81
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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