若干典型煤灰样烧结熔融特性研究

为了进一步认识灰渣的沾污结渣特性,对不同灰熔点的六种煤灰样的烧结熔融特性展开试验研究.通过烧结率变化规律、X射线衍射仪(XRD)物相分析、微观扫描电镜(SEM)和电子探针分析,研究煤灰样烧结熔融特性及其差异原因.结果表明,煤灰的强烧结性主要是因为较多低灰熔点的钠钾复合化合物等生成,而弱烧结性煤灰中含有大量高熔点物相.特别需要指出的是,灰熔点低的煤其烧结性未必强,而灰熔点高的煤其烧结性未必弱,关键取决于其反应生成的物相及其特性.     

配煤降低淮南煤灰熔点的研究及机理初探

通过配煤的方法,对高灰熔融性淮南煤与4种低灰熔融性煤进行配加,可以显著的降低淮南煤的高灰熔点。配煤灰熔点的变化不是两种单煤灰熔点简单的加和关系,而是非线性的关系,配煤灰熔点与煤灰组成之间也有很大的关系。通过灰样及熔渣的红外光谱分析,初步探讨灰熔融性变化机理。     

三种煤配合降低淮南煤灰熔点的研究

研究了淮南煤通过配煤降低灰熔点，以探讨符合Texcao气化炉灰熔点要求的配煤方案．选用主要原煤5种：淮南煤A为高灰熔点煤，其他4种原煤（分别为B、D、E和F）为低灰熔点煤．采用高灰熔融性淮南煤A与2种低灰熔点的煤相配加形成配合煤，其中配以C煤（固定50％）调整B煤或D煤等低灰熔点煤与淮南煤的百分比．进行配煤灰熔点研究．结果表明：配合煤的灰熔点比淮南煤显著降低，配合煤灰熔点的变化与3种煤的灰熔点没有简单的比例关系，配合煤的灰熔点与煤灰组成也有关系．ACB、ACE、和ACF三种配合煤在淮南煤比例为35％时，其灰熔点都低于1380℃．符合Texcao气化工艺要求，只有ACD配合煤的灰熔点不符合Texcao气化工艺要求．     

煤灰和熔渣的熔融特性和黏温特性比较

利用灰熔点测定仪和高温旋转黏度计,研究了鲍店煤和混配煤的两种煤灰和经气化炉高温熔融后熔渣的熔融特性和黏温特性。在高温条件下,煤灰和熔渣的黏度变化规律相似;根据煤灰和熔渣的组成及其在Al2O3-SiO2-CaO-FeO四元相图中的位置和在临界黏度附近矿物质的变化规律,分析了煤灰和熔渣熔融特性和黏温特性差异的原因,分析结果与实验结果吻合良好。     

中国典型煤种煤焦水蒸气气化反应特性研究

研究了5种典型煤种在1 100～1 400 ℃范围内的煤焦水蒸气气化反应特性,并利用未反应碳缩合模型进行数值模拟.实验与计算结果表明,在煤焦水蒸气气化反应过程中,随着温度的升高,气化反应控制步骤逐渐由化学反应动力学控制过渡到扩散控制;在高温条件下,高灰熔点煤与低灰熔点煤的气化反应特性有所不同,这与高温下低灰熔点煤灰发生熔融、灰层阻力增大有关.未反应碳缩核模型的计算值与实验值吻合较好.     

铝钙复合物对福建低灰熔点煤灰的影响

选取龙岩(LY)和上京(SJ)两种福建低灰熔点煤,利用灰熔点测定仪研究氧化铝、氧化钙及铝钙复合物对两种煤灰熔融温度的影响规律.研究结果表明:加入Al_2O_3(4%～18%,质量分数,下同)可以一直提高灰熔点,加入CaO(2%～8%)使灰熔点降低.但LY灰、 SJ灰中添加较多Al_2O_3后再加少量CaO可使灰熔点比对应只加Al_2O_3的高,表现出铝钙协同作用.通过XRD和SEM-EDX分析煤灰在高温下的矿物转化行为、表面微观形貌及化学组成,研究铝钙协同作用对低灰熔点煤的影响规律及其机理.结果发现:加入氧化铝后,煤灰在高温下生成的耐熔矿物莫来石是提高灰熔点的主要因素;加入较高含量的氧化铝和少量的氧化钙后,灰中先生成莫来石矿物,其中的氧化钙则会生成钙长石;在有莫来石存在时,钙长石与莫来石一起导致其熔融温度升高,从而提高灰熔点.     

添加剂对准东煤灰熔融特性的影响

以4种典型的准东煤为煤样,利用SiO2-CaO-Al2O3三元系统相图分析了准东煤结渣倾向性的变化,并采用灰熔融温度测试仪研究煤灰化学成分和灰熔融性的关系,寻求提高准东煤灰熔融温度的方法.结果表明,根据三元相图的灰熔融性趋势,预测添加适量的氧化物添加剂可以提高煤灰的熔融温度,并通过试验进行验证.发现神华煤分别添加5%的CaO和5%的Al2O3,可以显著地提高煤灰熔融温度;SiO2对准东煤灰熔点的影响具有两面性.研究结果为准东煤的实际工业应用提供了理论依据,考虑到经济性,电厂、工业锅炉可以添加石英砂、高矾土、石灰石的混合物,使其更好地解决准东煤问题.     

降低气化用煤的灰熔点问题研究

煤灰熔融性是燃烧和气化用煤的一项重要质量指标,而煤灰熔融温度的高低取决于煤灰的组成及含量,深入研究煤灰化学成分对灰熔融温度的影响,对于特定的煤种能否满足不同排渣方式的气化及扩大适用煤种范围具有十分重要的意义。煤中矿物质是煤的一个重要组成部分,决定了煤灰的组成和熔融特性,而煤灰的组成即煤灰化学成分决定煤灰熔融特性。煤中矿物质组成不同,则煤灰化学组成不同,煤灰的熔融特性也不同。所以,对于不同的煤灰,可以根据实际需要通过添加一些助熔剂改变其化学成分组成,从而降低煤灰的熔融温度。     

弱还原气氛下淮南煤灰矿物质特性研究

对淮南煤在弱还原气氛下的矿物质特性进行实验研究,用X-射线衍射和红外光谱分析不同温度下煤灰矿物组成变化。结果表明：淮南煤中主要晶体矿物有高岭石、石英、方解石、黄铁矿等,高岭石类矿物含量越高,煤灰熔点越高;方解石和黄铁矿含量越高,煤灰熔点越低。煤灰中主要晶体矿物有石英、硬石膏、赤铁矿等,硬石膏和赤铁矿含量越高煤灰熔点越低。随着温度的升高,煤灰中石英、硬石膏、赤铁矿等结晶矿物含量逐渐减少,生成新的矿物质,莫来石的生成是导致淮南煤灰熔点高的主要原因,钙长石起到降低灰熔点的作用。     

利用X射线衍射仪(XRD)分析高温煤灰熔融机理

选择3种不同灰熔融温度的煤,在弱还原性气氛下,利用XRD考察不同加热温度下煤灰熔融过程中的矿物演变过程,并对煤灰的熔融机理进行探讨。结果表明:3种煤中的晶体矿物主要有高岭石、石英、方解石、石膏和黄铁矿等,煤中高岭石和石英的含量与煤灰熔融温度成正相关影响。煤中方解石、黄铁矿和石膏含量与煤灰熔融温度成负相关影响。815℃煤灰中晶体矿物主要为石英、硬石膏和赤铁矿等。随着加热温度的升高,煤灰中石英、硬石膏等结晶矿物含量逐渐减少,生成新的矿物。莫来石的生成是导致煤灰熔融温度高的主要原因。低灰熔融煤灰在加热过程中,1 100℃时少量铁钙辉石的生成起到了降低煤灰熔融的作用。     

添加CaCO3对煤灰熔融性影响及其机理的研究

考察了CaCO3不同添加量对三种低灰熔点煤样的软化温度（ST）的影响,揭示了CaCO3对煤灰熔融性的影响规律。同时结合X射线衍射技术及CaO—Al2O3—SiO2三元相图探讨了加入CaCO3后的煤灰熔融机理。结果表明,煤灰熔点随CaCO3加入量的提高先降后升,当煤灰CaO超过一定含量后可起到提高灰熔点的阻熔剂作用。机理表明氧化钙在加热过程中与其他成分会生成多种高含钙化合物,各物质之间会形成低温共熔化合物,造成灰熔点降低,当钙含量过高时,由于过剩氧化钙的存在,灰熔点上升。     

助熔剂对高灰熔点煤灰流动温度的影响

以高灰熔点鲍店煤和南屯煤为对象,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和Fact-Sage软件等方法,研究了添加CaO和Fe2O3助熔剂对煤灰中矿物高温熔融行为的影响和助熔机理。结果表明:两种助熔剂都能有效降低煤灰熔融温度,助熔效果与助熔剂种类和添加量有关。     

铁基助熔剂对煤的灰熔融特性影响研究

研究选用皖北朱仙庄煤样,利用微机灰熔点测定仪,研究加入不同质量比的助熔剂Fe_2O_3对朱仙庄煤灰熔融性的影响,结合XRD及FTIR对样品的矿物组成进行分析。结果表明,随着助熔剂Fe_2O_3添加量的增加,煤的灰熔点出现先降低后又升高的变化趋势,当Fe_2O_3添加量在3.5%时可使煤样灰熔点降至1228℃;对煤灰的XRD及FTIR图谱分析得知,加入Fe_2O_3助熔剂可生成低温共熔物从而降低了煤灰熔融温度。     

低阶煤气化结渣特性的研究进展简

从影响低阶煤气化结渣的因素（煤质特性、操作条件）、结渣物的形成机理和预防措施方面,对低阶煤气化过程中的结渣特性进行了综述．指出煤质特性是低阶煤气化结渣的关键因素．当操作温度高于煤灰的烧结温度时,煤灰低熔点共融物的粘附作用引起半熔融态灰颗粒团聚,在流化床的“死区”易形成结渣物．阻熔剂和配煤都能改变低阶煤的气化结渣特性,但配煤的方法更为经济高效．     

钙基助熔剂对皖北刘桥二矿混煤的灰熔融特性影响

研究了钙基助熔剂对皖北刘桥二矿混煤(AQ007)灰熔融特征的影响,并采用XRD和红外光谱分析了钙基助熔剂添加前后不同热处理温度下AQ007煤灰的矿物组成.结果表明:1 000℃以上形成的莫来石是导致AQ007煤灰熔点高的主要原因,加入钙基助熔荆可以降低AQ007煤灰的熔融温度.这是因为添加钙基助熔剂后,高温下含钙化合物间容易形成钙长石、钙黄长石等低温共熔化合物,从而使煤的灰熔点下降.     

高熔点煤灰添加硼砂助熔的理论和实验研究

将硼砂按不同比例分别掺入两种煤灰中,对混合灰样熔融特性进行实验研究.同时利用Gaussian软件对混合煤灰中矿物质相变进行量子化学计算,结果表明:莫来石分子中氧原子电负性很高,很容易与电子受体结合形成新的化学键,导致晶格结构发生改变形成新物质,添加硼砂助熔剂,其机理是加入的阳离子(Na+)促使莫来石晶格转变为低熔点的霞石,从而达到降低灰熔融温度.实验结果与理论计算结果相一致.     

Fe_2O_3对煤灰熔融性影响的机理

研究了Fe2O3对煤灰熔融性影响的机理。加入1%和4%Fe2O3,对煤灰成分进行SEM和XRD分析,实验结果表明,加入Fe2O3,煤灰熔点呈先降低后升高的趋势。煤灰中其它化学成分与Fe2O3发生反应,生成了熔点较低的低温共熔物,对于煤灰熔点起助熔剂的作用;随着加入量的增加,灰熔点升高,这是因为在弱还原环境中加热,Fe2O3被还原成熔点高的Fe O,Fe O的熔点很高,使灰熔点升高。     

添加剂对准东煤灰熔融特性影响的研究

以四种典型的准东煤为煤样,利用SiO₂-CaO-Al₂O₃三元系统相图分析了准东煤结渣倾向性的变化,并采用灰熔融温度测试仪研究煤灰化学成分和灰熔融性的关系,寻求提高准东煤灰熔融温度的方法。结果表明,根据三元相图的灰熔融性趋势,添加适量的氧化物添加剂可以提高煤灰的熔融温度,实验中神华煤添加5%的CaO,5% Al₂O₃的可以显著的提高煤灰熔融温度。研究结果为准东煤在实际工业应用提供理论依据。     

几种主要氧化物对神华煤灰灰熔点的影响

选取煤灰的主要成分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、Na2O模拟神华煤灰，利用国标和灰熔点测定仪测定弱还原气氛下各种配比的熔融特征温度，表征模拟煤灰的熔融性；分析各个化合物对灰熔点的影响，从而改变煤熔点，满足不同的生产需求。     

煤灰中霞石与钠长石的光学性质对熔融特性影响

使用Castep化学软件包,基于密度泛函理论(DFT)的局域密度近似(LDA),对煤灰熔融中产生的低熔点生成物霞石与钠长石进行了系统的光学特性理论研究.经比较发现,霞石与钠长石中的阴离子群[AlO4]-与硼砂助熔剂中的Na+发生反应,且霞石与钠长石相互作用产生低温共熔现象,使煤灰熔点降低.对于高熔点煤,应选取其中具有活泼光学性质、氧化还原性强、金属性强的元素作为助溶剂,其反应物之间易发生低温熔融反应,如钠元素、钙元素和铁元素.