基于微观特征的煤粉流动性实验研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:ZHANGYJ000
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在火力发电厂中,煤粉的储存、输送是其生产过程中很重要的环节,而煤粉在这些环节中经常会出现堵塞、结拱等现象,这些现象会对火力发电厂的安全性和经济性造成重要的影响。因此,研究影响煤粉流动性的因素非常重要。目前关于煤粉流动性影响因素的研究主要是从宏观因素考虑的,而煤粉颗粒的微观结构对煤粉的流动性具有重要的影响。本文以6种不同煤质的煤粉为研究对象,采用休止角测试法和Jenike剪切实验法对各样品进行了流动性测量,获得了休止角、粘聚力、流动函数等表征煤粉流动性的参数。在此基础上,以不同粒径的样品为研究对象,分析了粒径对煤粉流动性的影响。为了研究煤粉颗粒的微观结构对煤粉流动性的影响,对各样品进行了氮吸附和电镜扫描测试,进而分析了煤粉的微观参数(孔容积、比表面积、表面形态)对流动性的影响。煤质对煤粉流动性的影响很大,不同煤质煤粉煤化程度的差异导致煤粉具有不同的表面形态、孔隙结构等。研究发现:煤化程度越高的煤粉具有越强的流动性,煤化程度较高的阳城煤粉具有较小的休止角、粘聚力和较大的流动函数,分别为48.89o、6.383kPa、7.619,而煤化程度较低的潞安煤粉具有较大的休止角、粘聚力和较小的流动函数,分别为53.20o、9.643kPa、5.156。用粘聚力和流动函数表征煤粉的流动性时,煤化程度低的柳林煤粉的流动性比煤化程度较高的府谷煤粉强,柳林煤的粘聚力和流动函数分别为8.196 kPa和5.969,而府谷煤的粘聚力和流动函数分别为8.334 kPa和5.896。对不同粒径的府谷煤和柳林煤进行流动性分析时发现,除了在粒径段为88μm~98μm之外,其余粒径段的柳林煤粉的流动性均低于府谷煤粉的流动性。粒径对流动性具有重要的影响。对不同粒径的府谷煤和柳林煤进行流动性测试时发现,随着粒径的增大,府谷煤的休止角、粘聚力、内摩擦角、无侧界屈服压力、流动函数分别从50.34o、8.334kPa、33.703o、29.002 kPa、5.896变化到40.023o、3.288kPa、29.336o、12.986 kPa、12.652,柳林煤的休止角、粘聚力、内摩擦角、无侧界屈服压力、流动函数分别从50.39o、8.196kPa、32.700o、22.998 kPa、5.968变化到42.031o、5.538kPa、30.456o、19.365 kPa、9.287,表明流动性增强。煤粉流动性的差异是由煤粉的微观结构不同所导致的。煤粉颗粒的孔容积越大,煤粉颗粒吸附气体的含量增多,颗粒间的作用力增强,煤粉的流动性减弱;煤粉颗粒的比表面积越大,颗粒间的作用力增强,煤粉的流动性减弱;煤粉颗粒的表面粗糙、结构疏松,颗粒间的咬合作用较强,阻碍了煤粉的流动性。
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