微波辅助活化煤粉炉粉煤灰机理研究

发布时间：2017-03-19 20:14

  本文关键词：微波辅助活化煤粉炉粉煤灰机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：梯级利用煤粉炉粉煤灰中铝、硅等资源是实现其减量化和资源化的重要途径。然而传统加热条件下添加助剂的活化工艺能耗高,阻碍了相关技术的工业化放大。本课题依托研究组开发的低能耗微波活化粉煤灰新技术,利用电磁场模拟和实验验证系统地研究了固相反应过程中的微波效应,发现：在微波辐照作用下,固体颗粒间隙存在电场能汇聚现象,即颗粒间隙电场强度明显高于系统其它区域。电场能的汇聚会导致固体颗粒局部区域迅速升温,造成非均匀加热,形成所谓的“热点”及“非等温加热”。电场汇聚强度受到颗粒接触面法线与微波外加电场方向夹角θ,颗粒尺寸,颗粒间距d及颗粒介电常数的影响。颗粒间的电场汇聚作用随烧结颈的增加而消失。在微波烧结过程中,电介质颗粒颈部因电场汇聚作用迅速生成液相,又因液相的吸波能力远高于固相,因此在电介质颗粒烧结体系中,微波汇聚产生的液相在电场汇聚消失后仍能有效的吸收微波能促进烧结的进行,进而产生微波“非等温”现象。而伴随材料介电常数增至无穷大,即当微波作用对象为金属颗粒时,颈部液相会在汇聚作用消失后迅速冷却从而产生更多的晶核,即出现学者在微波烧结过程中观察到的“限制晶体生长”现象。将碳酸钙与粉煤灰混合,不仅可以有效地增强电场汇聚作用,而且易于形成低共熔体,将固相反应转化为局部固液相反应,进而加速微波活化粉煤灰进程。以上对微波电场汇聚作用的系统研究为微波能在固相烧结领域的广泛应用提供了理论依据。
【关键词】：微波效应 高温固相烧结 粉煤灰 熔融
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 前言10-14
• 1.1 粉煤灰简介10-11
• 1.2 粉煤灰提铝工艺11-12
• 1.3 粉煤灰活化方法12-13
• 1.4 主要研究内容13-14
• 第2章 文献综述14-24
• 2.1 微波加热14-19
• 2.1.1 导体和电介质的边界条件14-16
• 2.1.2 Maxwell方程16-17
• 2.1.3 材料吸波特性17-19
• 2.2 微波效应19-24
• 2.2.1 微波热效应19-21
• 2.2.2 微波非热效应21-24
• 第3章 TE_(103)单模腔微波电磁场作用24-38
• 3.1 TE_(103)单模腔系统24-28
• 3.2 基于有限元法(FEM)的电磁场分析28
• 3.3 TE_(103)电磁场模拟28-31
• 3.3.1 数值模拟的具体步骤29-30
• 3.3.2 数值模拟结果分析30-31
• 3.4 微波辐照粉煤灰样品31-37
• 3.4.1 介电参数测定31-33
• 3.4.2 微波辐照粉煤灰样品的温度分布33-37
• 3.5 小结37-38
• 第4章 微波烧结过程模拟38-56
• 4.1 球形颗粒间电场分布38-50
• 4.1.1 θ对电介质颗粒间电场汇聚的影响38-43
• 4.1.2 颗粒尺寸对颗粒间电场汇聚的影响43-44
• 4.1.3 颗粒间距d对电场汇聚的影响44-45
• 4.1.4 介电性能对电场汇聚的影响45-50
• 4.2 电场汇聚与固相烧结50-52
• 4.2.1 颗粒紧密堆积体系中的电场分布50-51
• 4.2.2 微波烧结过程模拟51-52
• 4.3 电场汇聚分析52-54
• 4.4 小结54-56
• 第5章 微波辅助活化粉煤灰56-71
• 5.1 毫米级样品间的电场分布56-65
• 5.1.1 粉煤灰圆柱样品间电场分布模拟56-59
• 5.1.2 铜圆柱样品间电场分布模拟59-61
• 5.1.3 粉煤灰圆柱样品微波烧结验证61-64
• 5.1.4 铜丝样品微波烧结实验64-65
• 5.2 助剂对微波效应的影响65-70
• 5.2.1 微球间电场分布模拟66-67
• 5.2.2 粉煤灰-碳酸钙圆柱样品的微波烧结验证67-70
• 5.3 小结70-71
• 第6章 结论与建议71-72
• 参考文献72-77
• 研究成果77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：256540