燃燒過程中煤焦表面結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的實驗研究.pdf

1、隨著世界能源短缺和環(huán)境惡化加劇，人們越來越關(guān)注對煤的有效利用的研究。對煤焦表面結(jié)構(gòu)及其在燃燒過程中變化的準(zhǔn)確描述是煤研究的基礎(chǔ)。煤焦表面結(jié)構(gòu)變化的有效表征方式是表面孔徑分布和孔洞比表面積，其對煤的氣化、液化、焦化及煤的燃燼率均有顯著的影響。但鑒于煤表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及過去測量水平、數(shù)學(xué)描述方法和計算能力的限制，人們對煤焦表面在燃燒過程中的變化只能進行表觀描述或定性分析，對其的研究還多限于孔模型的建立。本課題在研究煤焦燃燒過程中表面結(jié)構(gòu)

2、變化規(guī)律的同時，采用表面孔洞分形維數(shù)(SPFD)來表征煤焦表面結(jié)構(gòu)，并建立了煤焦表面孔洞比表面積S與表面孔洞分形維數(shù)值D兩者之間的經(jīng)驗關(guān)系式，即從理論上實現(xiàn)了用SPFD有效表征煤焦表面孔洞結(jié)構(gòu)的機理解釋。 本文具體的研究內(nèi)容包括以下幾點： 首先，總結(jié)了煤焦表面結(jié)構(gòu)測試技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀，包括目前對燃燒過程中煤焦表面結(jié)構(gòu)變化的認識以及表面結(jié)構(gòu)測試技術(shù)，討論了煤焦表面結(jié)構(gòu)的描述方法，以及掃描電鏡方法的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。 其

3、次，對分形理論做了一定的研究，并結(jié)合分形理論以及MATLAB軟件特點，編譯出自動計算煤焦SEM圖像SPFD值的應(yīng)用程序。用此程序?qū)EM圖像進行分析，可以獲知煤焦表面結(jié)構(gòu)信息，如孔洞數(shù)量、孔洞尺度r及SPFD值，并建立了煤焦表面孔洞比表面積S與表面孔洞分形維數(shù)D的關(guān)系模型，通過對曲線擬合推導(dǎo)出兩者之間的經(jīng)驗關(guān)系式，從而實現(xiàn)了煤焦表面結(jié)構(gòu)的定量描述。 最后，對燃燒過程中煤焦表面結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律進行探討，主要通過控制燃燒溫度，燃燒時間