灰化方式和温度对新疆高碱煤灰理化特性的影响

为研究灰化方式和温度对新疆高碱煤灰理化特性的影响,对新疆准东煤分别利用等离子低温灰化方式和传统缓慢制灰方式制灰,使用X射线荧光光谱仪、电子扫描显微镜与能谱分析、X射线衍射仪等手段分析研究了灰样的微观形貌、组分和灰中矿物质的演变规律。实验结果表明:灰化方式不同时灰中元素含量和矿物质种类有较大差异,等离子低温灰中矿物质种类较多,不同煤种低温灰中钠的赋存形态存在差异;灰化温度升高,钠和氯元素相对含量减少,释放速率主要与钠和氯赋存的矿物质种类有关;随温度升高灰中矿物质主要变化是CaCO_3的分解和CaSO_4的生成,天池灰中Na_2SO_4特征峰在815℃消失,一部分钠以硫酸盐的形式释放到烟气中,而另一部分生成新的含钠组分;对于准东煤这种高碱金属燃料,现有国标缓慢灰化法制灰会造成灰中碱金属的大量释放及矿物质种类发生变化。为确保碱金属测量的准确性,建议在采取常规制灰方式的同时采用等离子低温灰化方法进行对比研究。     

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.     

污泥与煤混燃中含K、Na、Ca元素的矿物演变

针对污泥混煤燃烧过程中由矿物熔融引起的结渣与沾污问题,采用X射线荧光光谱(XRF)对污泥混煤的灰成分进行了分析,通过XRD实验明确了矿物组分并进行了分析,运用Gibbs最小自由能法,通过FactSage软件模拟了污泥与煤混燃过程含K、Na、Ca元素矿物的迁移演变。结果表明,城市污泥与煤混合物中含K、Na、Ca3种元素的矿物分别为白云母、片钠铝石、片沸石。燃烧过程中含K元素矿物迁移过程主要在白云母与钾芒硝(或硫酸钾石)和透长石之间;含Na元素矿物迁移过程主要在片钠铝石、无水芒硝、低温型钠长石及高温型钠长石之间;含Ca元素矿物的迁移主要在硬石膏和钙长石之间。温度达到900℃以上时,分别含K、Na、Ca元素的矿物物相都不再发生改变,且此时矿物质含量分别为透长石、高温钠长石以及钙长石。     

O_2/CO_2燃烧条件下NO_2还原特性的实验研究

为探究O_2/CO_2燃烧条件下NO_2的还原特性,利用固定床反应实验系统,研究了温度、矿物质、灰分以及反应气氛变化对NO_2还原行为的影响规律与作用机理。实验结果表明:NO_2的还原率随反应温度升高而增大,当反应温度大于873K时,NO_2还原反应显著加快;反应温度为1 073K时,NO_2还原率达到90%以上。煤灰中主要的矿物质成分对NO_2还原过程表现出催化促进作用,相应矿物质催化NO_2还原的活性顺序为Fe2O3MgOCaOAl2O3Na2CO3K2CO3SiO_2。准东煤灰中活性矿物质成分含量较高,煤灰对NO_2还原的催化活性顺序为五彩湾煤灰天池煤灰灵新煤灰。此外,O_2/CO_2燃烧气氛中CO体积分数的增加会促进NO_2的还原,高体积分数的CO_2对NO_2的还原有明显的促进作用,而O_2体积分数的增加会在一定程度上抑制NO_2的还原。动力学分析结果表明,O_2/CO_2燃烧中局部高体积分数CO降低了NO_2还原的表观活化能,从而能够促进NO_2的还原。     

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。     

生物质灰对铁矿石载氧体性能的影响

在小型固定床上以铁矿石为载氧体、CO为燃料,进行了化学链燃烧试验.通过在铁矿石中加入生物质灰,探讨了生物质灰的种类(玉米秆灰、油菜秆灰和稻草灰)、灰的添加量(5%~20%)及灰中碱金属对铁矿石载氧体反应活性的影响.试验结果表明:生物质灰中无机组分不同,对铁矿石载氧体反应活性的影响也不同.由于玉米秆灰和油菜秆灰中碱金属K含量较高,高温下K以气态形式迁移到铁矿石表面,生成了K3Fe O2,从而提高了铁矿石的还原反应活性.稻草灰中Si含量很高,高温下碱金属K及Fe O与铁矿石反应,生成低熔点共晶体,加剧了铁矿石表面的烧结,减少了气固反应的接触面积,导致CO总转化率急剧下降.     

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.     

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。     

煤灰中微量重金属元素的迁移性实验研究

为了解煤灰中部分微量重金属元素的迁移性，用去离子水、含有机酸及含无机酸三种滤液，对煤的灰化灰和循环流化床燃烧灰进行了长期的浸取实验，实验结果表明，不同淋滤液浸取率明显不同，煤灰中Cr,Ni和Zn的浸取率，含无机酸的淋滤液高于含有机酸的，含有机酸的淋滤液又高于去离子水，不同燃烧方式产生的为煤灰中，微量重金属元素的浸取率不同，高温灰化灰中As,Cr,Ni和Zn的浸取率基本上都高于循环流化床灰中的浸取率。As在中性和弱碱性条件下容易迁移，但是As和CaCO3在弱碱性条件下发生协同作用，共沉淀加脱硫剂CaO燃烧的煤灰中，残余的CaO转化为CaCO3，因此As的迁移性降低，煤灰中部分微量重金属元素发生迁移对周围水体会造成一定的污染。     

煤/生物质共热解过程中生物质碱金属钾迁移规律

考察了煤/生物质共热解过程中煤中矿物质、煤半焦物理结构及煤中氧含量等因素对生物质碱金属在共热解过程中迁移行为的影响。结果发现:煤中矿物质和煤焦中氧含量是影响共热解过程中生物质碱金属钾再分配的主要因素;生物质碱金属钾的迁移随煤中矿物质含量(质量分数)的增加而增加,煤焦中生物质钾质量分数从17.69%增加到41.49%;迁移到共热解脱矿物质煤焦中的生物质钾与煤焦中氧的含量有关;而煤焦的物理结构对共热解过程中生物质碱金属的影响很小。     

准东煤掺烧油页岩后矿物质的转化迁移研究

研究准东煤和油页岩混合燃料在100 MW锅炉燃烧过程中的矿物质演变规律,解决火力发电厂大比例和大规模掺烧准东煤引起的沾污和结渣问题。对现场试验收集的入炉煤、飞灰和炉渣样品进行化学分步萃取、XRD、灰成分等分析。结果表明,在100 MW机组锅炉燃用准东煤掺混15%油页岩的混合燃料,油页岩灰分中镶嵌或者包裹的可燃物燃烧后,炉渣将形成多孔和酥松形态,从炉渣的结构方面缓解准东煤引起的炉膛结渣问题。掺混15%油页岩后,燃烧过程中碱金属和碱土金属基本不挥发,炉渣中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量较准东煤分别降低了2.07%、3.42%、15.08%和10.5%;飞灰中Na_2O、MgO、CaO和SO_3的含量也较准东煤明显下降。同时炉渣和飞灰中的钠主要为钠长石,钾在掺烧前后都以KAl_2(Si_3Al)O_(10)(OH)_2存在。在炉膛中碱土金属的碳酸盐和硫酸盐分解后,大部分转化为钙黄长石。油页岩通过降低碱金属和碱土金属含量及改变其存在形态,解决了准东煤引起的炉膛结渣和受热面沾污的问题。     

云南宣威肺癌高发区固体燃料燃烧排放颗粒的物理化学特征

在云南宣威肺癌高发区采集了固体燃料(煤炭、木材)燃烧排放的大气颗粒物样品, 利用扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)、能量色散X射线光谱仪(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX)对796个颗粒物进行了分析. 根据颗粒物的显微特征和化学元素组成, 将其分为矿物颗粒物、飞灰、烟尘集合体和未识别颗粒物4类. 采用$P(X)$值法将矿物颗粒物进一步分为富Si、富S、富Ca、 富Fe、富Ti、富Al、富Na和其他8种不同类型, 其中富Si、富Ca、富Fe、富S分别占燃煤颗粒物和生物质颗粒物的44.47%, 20.49%, 8.85%, 1.22%和55.91%, 17.27%, 6.36%, 2.27%. 化学元素分析结果显示: 颗粒物中Al, Fe, Ca, Mg等地壳元素的质量浓度较高, 重金属化学元素的质量浓度较低; 煤炭燃烧排放的颗粒物的化学元素分析结果与单颗粒分析结果之间存在较好的正相关关系($R^{2}=0.63$).     

防灭火三相泡沫添加剂的实验

通过对粉煤灰物理特性和化学成分分析，在其浆液中加入一种合适的发泡剂和稳泡剂，经过物理发泡方式形成粉煤灰三相泡沫，用于防治矿井自然发火。对所选发泡剂在粉煤灰浆液中的发泡性能以及稳泡剂和浆液浓度对粉煤灰三相泡沫稳定性的影响进行了系列实验，井对实验结果进行了分析。指出KDF-l发泡剂适合制备发泡倍数较高、稳定时间较长的煤灰三相泡沫，给出了KDF-l发泡剂用于浆液发泡的最佳浓度。     

烃碱流体对三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩储集层的改造作用

三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩储集层以基性、中性熔岩为主,储集空间有3种类型,可分为原生孔隙、次生孔隙和裂隙。烃碱流体对火山岩储集层的改造作用主要反映在次生孔隙带的形成、发育程度上。这取决于烃碱流体碱交代作用引起物质的带入与带出的比例。目前研究区镜下鉴定结果表明火山岩次生孔隙大量发育,其中碱交代蚀变、溶蚀使孔渗增加,表明烃碱流体对马朗凹陷深部地层作用的广泛性。次生孔隙连通成次生孔隙带,原生孔隙通过裂缝和次生孔隙带连通构成了良好的油气运移通道和储集空间。     

油砂及其热解半焦的燃烧研究

通过X-射线衍射(XRD)对油砂、其热解半焦以及两者燃烧灰样的物相进行了分析,利用氮气等温吸脱附研究了灰样表明特性,采用热重分析法对比了油砂和半焦的燃烧特性,并借助平行反应模型进行了动力学分析。结果表明油砂和热解半焦中所含矿物质主要为方解石,其分解温度主要在873-973 K内。灰样的分形维数D、孔容积和BET比表面积随燃烧温度变化的趋势相近。TG-DTG曲线表明油砂在低温段有明显的燃烧失重趋势,而焦炭不明显,但两者在高温段的失重过程相似,同时油砂着火及燃烧性能比半焦高。平行反应模型可以很好地描述油砂及半焦的燃烧过程,两者动力学模型有一定相似性;半焦燃烧的平均表观活化能Em比油砂高,反应活性较低。     

煤燃烧过程中砷的析出规律

为降低煤中砷元素对大气造成的污染,采用煤燃烧实验研究了煤燃烧过程中砷的析出规律。研究结果表明,在煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,煤中砷的释放率逐渐增大,残留到燃煤灰渣中的砷含量逐渐减少。在不同的燃烧温度下,燃煤灰渣量几乎没有改变,煤中砷的释放率却有较大的差异。燃煤排放的飞灰和烟尘以及粉煤灰的裸露堆放是环境砷污染的主要途径之一。     

循环流化床锅炉煤燃烧效率研究

人们已经认识到飞灰含碳量是燃煤循环流化床锅炉的重要问题．它影响了燃烧损失和锅炉效率．在循环流化床实验台上对六种煤的燃烧进行了研究,与燃用相同煤种的循环流化床锅炉的结果比较,并与热重分析(TGA)数据关联,结果表明,飞灰含碳量不仅受运行参数如床温、过量空气系数、配风情况、床存量及床质量的影响,而且受煤特性影响,煤本身的反应活性是最主要的．利用热重分析(TGA)数据可以预测该燃料在循环流化床锅炉燃烧时的飞灰含碳量。     

活性染料固色代用碱SL应用性能探讨

就活性染料代用固色碱SL在活性染料浸染染色工艺中的应用性能进行研究,探讨使用固色碱SL与传统固色碱碳酸钠在应用性能和效果上的差别.结果表明,固色碱SL用量在2.5—2.7 g/l时与碳酸钠20 g/l固色作用相当;且固色碱SL具有扩散性能好,加料方便,提高固色率、染色后易清洗等优点,值得推广应用.     

Estimate of arsenic emission amount from the coal power stations in china

Arsenicisoneofthemostpopularandharmele-mentsintheenvironment[13].ThearsenicpollutionintheatmosphereisveryheavyinFushun,Shenyang,Lanzhou,Guiyang,ChengduandChongqing,etc.IntheSouthwestChinathereare3000eventsofarsenictoxicosisbecauseofhigharseniccoalscombustionandabout10000peopleareeffected[4,5].Therefore,thesourcesofarsenicintheenvironmentanditstreatmentarepaidmoreattentionto.CoalisthebasicpowersourceinChinaandabout1000milliontonsperyearisconsumeddirectlyasfuel[6,7].Steamcoalburntinpowerstat…     

粉煤灰制保温材料探讨

粉煤灰是电力系统排出的一种固体废物,主要含有硅、铝、钙、镁等的氧化物,与各保温材料主要成分相似。若加入一些辅助材料调节,即可制得性能优异的新型保温材料—粉煤灰矿棉。这是粉煤灰综合利用的一条新路,具有较高的经济和社会效益。