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。     

碱性矿物质对煤灰熔融特性影响的研究

将K20和Na20添加剂按不同比例分别掺人两种煤灰中制成混合灰样，对混合灰样的熔融特性进行实验研究，采用X衍射图谱得到混合灰样不同温度的矿物组成，并利用三元系统相图进行分析．结果表明，在还原性气氛下，混合灰样灰熔点特性曲线与K2O-Al2O3-SiO2和Na2O-Al2O3-Sio2三元系统相图液相线温度曲线相似；在高温下混合灰样的矿物组成与三元系统相图的矿物组成基本一致．     

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.     

混煤煤灰中矿物行为对煤灰熔融特性的影响

采用三种煤灰混合成二种类混合灰样，对混合灰样进行灰熔点测定和变形温度Ｔ１下的矿物组成测定，并得用三元相图进行分析，结果表明：混煤灰熔点与混煤比不呈线规律，而与矿物质间的低温共熔作用有关。混煤灰在弱还原性气氛和Ｔ１温度下的矿物组成与ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ三元相图的矿物组成基本一致。     

混煤煤灰中矿物行为对煤灰熔融特性的影响

采用三种煤灰混合成二种类混合灰样，对混合灰样进行灰熔点测定和变形温度Ｔ１下的矿物组成测定，并利用三元相图进行分析．结果表明：混煤灰熔点与混煤比不呈线性规律，而与矿物质间的低温共熔作用有关．混煤灰在弱还原性气氛和Ｔ１温度下的矿物组成与ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ三元相图的矿物组成基本一致．     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

煤灰熔融性的影响因素及其调控

综述了煤灰熔融性的影响因素及国内外研究进展。从定性和定量两个方面对煤灰化学组成与煤灰熔融性的关系进行了概述。总结了煤灰中典型的耐熔矿物质和助熔矿物质,并分析了其在受热过程中的演变规律。结合实例,简述了配煤、添加助剂两种调控煤灰熔融性的方法;揭示了反应气氛、压力对煤灰熔融性的影响。在分析讨论的基础上为气化、燃烧设备排渣工艺的优化以及煤种适用范围的扩大提出了建议。     

煤灰熔融性测定的神经网络方法研究

研究测量煤灰熔融性的方法.通过神经网络进行图像分析,实现煤灰熔融性的自动测定.首先建立神经网络模型,然后采用数字图像处理和模式识别技术对采集的图像进行分析,最后获取煤灰的熔融性.该方法具有很高的精度,实时性好,完全可以替代原来由人眼完成的任务,实现了煤灰熔融性试验控制的自动化.     

浅谈影响煤灰熔融性测定准确度的因素

分析和探讨了煤样的灰化、灰样的研磨、灰锥的制作、试验气氛的调整、相关材料的选择及人为因素等影响煤灰熔融性测定准确度的成因，并提出了相应的措施。     

煤灰化学组成与煤灰熔融温度关系的探讨

煤灰化学组成是影响煤灰熔融温度的关键因素。煤灰中各化学组成随着含量升高多数使煤灰熔融温度先降低后升高,一些低含量煤灰化学组成对煤灰熔融温度也有较大影响。增加煤质数据积累量、全面考虑影响煤灰熔融温度的因素、提高化学组成测量的精确度再利用多次优化拟合可以获得准确度高、适用性好的回归公式。     

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。     

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。     

煤灰中高岭石熔融性的密度泛函理论研究

选出两种复盐,熔融温度高的高岭石和熔融温度低的含钾高的微斜长石.以第一性原理的密度泛函理论(DFT)和量子化学从头算法为理论基础,结合PW 91算法和广义梯度近似(GGA),对煤灰中高岭石和微斜长石的反应活性进行计算,然后分析它们的最高能量占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)、态密度和Milliken布局数.计算结果表明:高岭石轨道的能级差ΔE较大、化学活性低,高温脱水后生成莫来石,莫来石的结构比较稳定;高岭石脱水后易和电子接受体反应,不易和电子给予体反应,K~+作为电子接受体进入高岭石晶格变成微斜长石,煤灰熔融温度降低.     

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。     

煤灰熔融温度多项式模型的偏回归函数分析

为了考察煤灰中的化学组分对熔融特性温度的贡献，借助我国69种重要的商业用煤的灰熔融特性温度和灰中SiO2和Al2O3等6种主要化学组分的测试数据，利用多项式模型的偏回归函数分析方法，对煤灰的熔融特性温度进行一至四阶多项式模型回归分析，获得了各化学组分的偏回归函数。研究结果表明：各化学组分的偏回归函数能够表现熔融温度对应于该组分变化的趋势；同一组分偏回归函数不同，该组分对变形温度、软化温度和熔融温度的影响存在较大的差异；CaO和TiO2的偏回归函数反映熔融温度变化趋势的可信度最高。实验为进一步研究煤灰熔融特性温度的数学模型和参数选择提供参考。     

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。