| 中文摘要 | 第3-6页 |
| 英文摘要 | 第6-8页 |
| 1 引言 | 第13-21页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-17页 |
| 1.2 课题研究内容和目标 | 第17-19页 |
| 1.3 技术路线及研究方法 | 第19-21页 |
| 2 煤粉催化强化燃烧研究进展 | 第21-47页 |
| 2.1 煤粉催化强化燃烧发展历程 | 第21-24页 |
| 2.2 煤粉催化燃烧效果的影响因素及机理研究 | 第24-39页 |
| 2.2.1 煤粉催化燃烧效果的影响因素 | 第24-25页 |
| 2.2.2 具有助燃或催化效果的添加剂分类 | 第25-33页 |
| 2.2.3 催化燃烧研究方法 | 第33-35页 |
| 2.2.4 煤粉催化燃烧理论 | 第35-39页 |
| 2.3 高炉喷吹煤粉燃烧机理研究现状 | 第39-43页 |
| 2.3.1 高炉喷吹煤粉燃烧过程 | 第39-40页 |
| 2.3.2 挥发分的脱除及半焦生成 | 第40-41页 |
| 2.3.3 着火及挥发分燃烧 | 第41页 |
| 2.3.4 半焦燃烧 | 第41-43页 |
| 2.3.5 煤粉燃烧气化产物对焦炭劣化的影响 | 第43页 |
| 2.4 高炉喷吹煤粉催化强化燃烧的研究现状 | 第43-45页 |
| 2.5 本章小结 | 第45-47页 |
| 3 基于热分析的煤粉催化强化燃烧机理及行为研究 | 第47-87页 |
| 3.1 研究方法 | 第47-50页 |
| 3.1.1 实验原料 | 第47-48页 |
| 3.1.2 实验装置及条件 | 第48-49页 |
| 3.1.3 燃烧性能热分析评价方法 | 第49-50页 |
| 3.2 煤粉燃烧过程热分析动力学模型的建立 | 第50-60页 |
| 3.2.1 热分析动力学参数求解方法 | 第50-52页 |
| 3.2.2 升温速率对煤粉燃烧过程的影响 | 第52-53页 |
| 3.2.3 反应各过程特征动力学研究区间的确定 | 第53-55页 |
| 3.2.4 热解反应动力学结果分析 | 第55-57页 |
| 3.2.5 碳的燃烧反应动力学结果分析 | 第57-58页 |
| 3.2.6 动力学模型的确定及验证 | 第58-60页 |
| 3.3 典型催化剂对煤粉燃烧行为的影响 | 第60-66页 |
| 3.3.1 催化剂对煤粉燃烧过程的影响 | 第60-61页 |
| 3.3.2 催化剂对煤粉燃烧反应性的影响 | 第61-62页 |
| 3.3.3 催化剂对煤粉燃烧效率的影响 | 第62-64页 |
| 3.3.4 催化剂对煤粉燃烧动力学参数影响 | 第64页 |
| 3.3.5 催化剂强化煤粉燃烧机理初步分析 | 第64-66页 |
| 3.4 含铁冶金粉料对煤粉燃烧行为影响 | 第66-73页 |
| 3.4.1 含铁冶金粉料的筛选实验 | 第66-68页 |
| 3.4.2 含铁冶金粉料对煤粉燃烧反应性的影响 | 第68-69页 |
| 3.4.3 含铁冶金粉料对煤粉燃烧效率影响 | 第69-70页 |
| 3.4.4 含铁冶金粉料强化煤粉燃烧机理分析 | 第70-73页 |
| 3.5 CaO_2对煤粉燃烧行为影响 | 第73-85页 |
| 3.5.1 CaO_2的分解供氧特征 | 第73-75页 |
| 3.5.2 CaO_2对煤粉燃烧反应性的影响 | 第75-77页 |
| 3.5.3 CaO_2对煤粉燃烧效率影响 | 第77页 |
| 3.5.4 煤阶对 CaO_2助燃效果影响 | 第77-81页 |
| 3.5.5 CaO_2对煤粉燃烧硫析出的影响 | 第81页 |
| 3.5.6 CaO_2强化煤粉燃烧的机理分析 | 第81-85页 |
| 3.6 本章小结 | 第85-87页 |
| 4 基于第一性原理(First principles)的碳-氧催化燃烧机理分析 | 第87-111页 |
| 4.1 密度泛函理论(DFT)简介 | 第87-88页 |
| 4.2 条件设定及模型建立 | 第88-89页 |
| 4.3 CaO 催化碳-氧反应过程模拟 | 第89-95页 |
| 4.3.1 CaO 表面活性氧物种的生成 | 第90-92页 |
| 4.3.2 碳与 CaO 表面活性氧物种相互作用 | 第92-93页 |
| 4.3.3 反应产物从 CaO 表面脱附 | 第93-95页 |
| 4.4 Fe_2O_3催化碳-氧反应过程模拟 | 第95-103页 |
| 4.4.1 O_2在 Fe_2O_3表面的吸附 | 第95-98页 |
| 4.4.2 Fe_2O_3表面氧空穴的生成 | 第98-100页 |
| 4.4.3 O_2在有氧空穴的 Fe_2O_3表面吸附 | 第100-101页 |
| 4.4.4 碳与 Fe_2O_3表面活性氧物种的反应 | 第101-103页 |
| 4.5 FeO 催化碳-氧反应过程模拟 | 第103-108页 |
| 4.5.1 O_2在 FeO 表面的吸附 | 第103-105页 |
| 4.5.2 C_4团簇在 FeO 表面的吸附 | 第105-106页 |
| 4.5.3 碳与 FeO 表面活性氧的相互作用及脱附 | 第106-108页 |
| 4.6 碳-氧催化反应机理分析 | 第108-110页 |
| 4.7 本章小结 | 第110-111页 |
| 5 快速升温过程中煤粉催化强化燃烧机制研究 | 第111-129页 |
| 5.1 实验方法 | 第111-114页 |
| 5.1.1 实验样品 | 第111-112页 |
| 5.1.2 实验装置及条件 | 第112-114页 |
| 5.2 结果与讨论 | 第114-127页 |
| 5.2.1 快速升温条件下煤粉燃烧行为特征 | 第114-115页 |
| 5.2.2 催化剂对煤粉燃烧行为特征影响 | 第115-119页 |
| 5.2.3 催化剂对未燃煤粉结构的影响 | 第119-123页 |
| 5.2.4 催化剂对未燃煤粉气化反应性影响 | 第123-127页 |
| 5.3 本章小结 | 第127-129页 |
| 6 催化燃烧产物与焦炭相互作用行为研究 | 第129-147页 |
| 6.1 实验方法 | 第129-132页 |
| 6.1.1 实验样品 | 第129-131页 |
| 6.1.2 实验设备 | 第131-132页 |
| 6.2 煤粉催化燃烧产物的高温熔融及粘温特征计算 | 第132-137页 |
| 6.2.1 煤灰高温熔融特征 | 第132-135页 |
| 6.2.2 煤灰粘温特征 | 第135-137页 |
| 6.3 煤粉燃烧产物在焦炭上的熔融和侵润性质 | 第137-139页 |
| 6.4 燃烧产物对焦炭性质的影响 | 第139-144页 |
| 6.4.1 燃烧产物对焦炭形貌影响 | 第139-143页 |
| 6.4.2 燃烧产物对焦炭的反应性影响 | 第143-144页 |
| 6.5 燃烧产物与焦炭相互作用机理分析 | 第144-145页 |
| 6.6 本章小结 | 第145-147页 |
| 7 高炉喷煤复合添加剂的研制及效果的模拟实验研究 | 第147-161页 |
| 7.1 复合添加剂研制思路 | 第147-148页 |
| 7.2 复合添加剂研制过程 | 第148-153页 |
| 7.2.1 试验方法 | 第148-149页 |
| 7.2.2 3组分复合添加剂效果 | 第149-150页 |
| 7.2.3 含转炉除尘灰的复合添加剂效果 | 第150-152页 |
| 7.2.4 与已进行工业化试验的复合添加剂比较 | 第152-153页 |
| 7.3 高炉喷煤催化强化燃烧效果数值模拟 | 第153-158页 |
| 7.4 高炉相关指标预测 | 第158-160页 |
| 7.5 本章小结 | 第160-161页 |
| 8 结论及创新点 | 第161-163页 |
| 8.1 结论 | 第161-162页 |
| 8.2 创新点 | 第162-163页 |
| 致谢 | 第163-165页 |
| 参考文献 | 第165-179页 |
| 附录 | 第179-180页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第179页 |
| B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 | 第179-180页 |
| C. 作者在攻读学位期间参与的学术项目目录 | 第180页 |
