利用TG/DSC方法研究麦秆灰以及麦秆灰与石英混合物的高温熔融特性

利用热重差示扫描量热分析法(TG/DSC)对麦秆灰以及麦秆灰与石英混合物的高温熔融特性进行分析。通过引入模型化合物分析得出:麦秆灰以及麦秆灰与石英混合物在620~700℃内存在KCl和CaCl2混合物的共熔反应,熔融的KCl和CaCl2在800~900℃的温度区间开始转移到气相中。在空气气氛中,麦秆灰中的K2CO3与SiO2发生化学反应,生成K2SiO3,在901~1039℃的温度区间麦秆灰中的K2SiO3发生熔融。麦秆灰与石英混合物相对于单独的麦秆灰,KCl和CaCl2的熔融峰的温度区间无明显区别,而硅酸盐的初始熔融温度明显降低。     

生物质灰熔融电容测试实验研究

提出一种利用电容测量生物质灰渣熔融状态的方法,以低熔点的玉米芯灰为样品进行测试,并与X射线荧光分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)结果进行比较。实验结果表明:玉米芯灰样在600~1000℃加热过程中质量的减少主要由灰分中KCl随加热过程挥发所致,并影响灰熔融温度预测结果;灰样烧结温度为800~900℃,电容测试结果为825℃,TG-DSC测试结果为875℃,灰熔点仪测试结果为990℃。电容测量结果与灰样熔融结渣情况一致,电容变化可准确反映灰样相变情况。与常规灰熔点测试和热重分析相比,该方法可实现实时监控测量,并减小测试过程中碱金属元素受热挥发造成的误差。     

高灰熔点煤气化特性及灰渣熔融特性的研究

在0.1-0.2 kg/h小型电加热式常压气流床气化装置上,研究了不同温度、不同O/C物质的量比对高灰熔点煤气化特性和煤灰熔融特性的影响.结果表明：在不同温度下,随着O/C物质的量比增加,CO2体积分数呈线性增加.当O/C物质的量比较低时,H2和CH4体积分数较高;随着O/C物质的量比的增加,合成气中H2和CH4的含量下降较快.在不同温度下,随着O/C物质的量比的增加,碳转化率增加;但当O/C物质的量比达到1.1时,进一步增大O/C物质的量比,则使得炉内煤焦及合成气中可燃气体（CO、H2、CH4等）的燃烧份额增加,从而导致冷煤气效率下降;在该文试验条件下的最佳O/C物质的量比为0.9-1.1.对于淮南高灰熔点煤,该试验条件下适合干排渣工艺的最佳气化温度为1 300-1 350℃.     

竹子灰熔融特性及高温转化行为研究

论文选用杨木和小麦秆作为参照物,针对竹子灰在高温下形态及组分的变化规律,研究了不同温度下竹子灰熔融及高温转化行为.结果表明,竹子灰熔融温度(862℃)比同为木本植物的杨木低约220℃,但比麦秆高约100℃.与麦秆相比,竹子含有较高含量的S、P和碱土金属,有利于形成高熔点的硫酸盐、磷酸盐和硅酸盐.此外,竹子中的K通常以K_2O的形式存在,而非反应活性更高的KCl,所以竹子熔融和烧结倾向低于秸秆,但明显高于木质生物质.因此,在竹子实际燃烧利用中仍需采取合适的措施减缓灰熔融烧结等相关问题.     

杜仲药渣与煤的混烧特性及灰熔融特性研究

本文采用热重分析仪分析了杜仲药渣和石下江煤的混合样品的燃烧特性,采用灰熔点测试仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜对混合物灰样的灰熔融特性变化进行了分析.结果表明:药渣掺混比为40%时着火温度最低;加入90%药渣时,稳燃性指数、综合燃烧特性指数、最大燃烧速率和平均燃烧速率值均达到最大,燃尽温度最小;在杜仲叶渣和煤的共燃过程中,发生了协同作用,生成了一些新的矿物质,混合灰样的灰熔融温度随着药渣质量分数的增多而减小.     

成灰温度对污泥灰矿物质演变及熔融特性的影响研究

采用STA、SEM、XRD等谱学表征技术对不同成灰温度下的污泥灰样进行理化特性分析。研究表明,低温灰样仍含有残余未燃尽物而呈黑棕色,矿物质成分变以方解石、石英以及焦磷酸盐为主,随着成灰温度升高,灰样中的未燃尽物逐渐燃烧分解而逐渐变为铁红色,并形成较多晶枝结构,直至熔融,同时矿物质成分变化显著,主要以中长石类、硬石膏、赤铁矿以及磷酸正盐为主。同步热分析实验表明,随着受热温度升高,不同成灰温度下的灰样均出现了吸附水、结晶水析出,污泥灰残余有机物燃烧分解,白云石、方解石和白云母分解,以及随后的硬石膏分解等失重阶段,而且成灰温度越低,终止失重质量越大。由于低温灰样保留了较多的污泥原有特征,因此吸热量大于高温灰样。     

麦秆灰与SiO_2混合物的高温粘结特性

利用差示扫描量热分析法(DSC),对麦秆灰和SiO2的混合物在程序升温和降温过程中的热量变化进行了分析。分析结果表明:麦秆灰和SiO2的混合物的熔融不是在一个确定的温度上,而是在642～917℃出现多个吸热峰,且存在峰重叠;DSC吸热峰的温度区间与灰样的主要失重区域对应的温度区间基本重合。灰样发生明显失重的同时,熔融蒸发等相变现象在此温度区间发生。应用X射线衍射方法(XRD)对850℃和880℃下麦秆灰以及麦秆灰与SiO2的混合物的物相进行分析。分析表明,掺有石英砂的麦秆灰比单纯的麦秆灰在同一温度下更容易粘结;混有SiO2的麦秆灰样主要成分为SiO2,K2SO4,KAl(SiO3)2和CaSiO3。     

生物质与烟煤灰的理化特性及混合灰熔融特性研究

文章利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线荧光衍射仪(XRD)、灰熔融特性分析仪对4种生物质(海草、梨木、榛子壳、稻秆)灰与神木烟煤灰的混合灰的熔融特性进行了研究。研究发现:水生生物质(海草)灰的掺混使混合灰的熔融特性温度先升高再降低;两种木本生物质(梨木和榛子壳)灰的掺混使混合灰的熔融特性温度逐渐升高;草本生物质(稻秆)灰的掺混对混合灰熔融特性温度的影响与水生生物质灰类似。由XRF分析可知:Na2O和CaO对于混合灰的熔融特性温度有更明显的影响,随着混合灰中Na2O含量的逐渐增加,混合灰的熔融特性温度逐渐下降;随着混合灰中CaO含量的逐渐增加,混合灰的熔融特性温度逐渐上升。由XRD结果可知:水生生物质灰在高温下容易形成熔点较低的碱金属硅酸盐,使混合灰的熔点降低;木本生物质灰中的CaCO3含量较高,能够提高混合灰的熔点;草本生物质灰与水生生物质灰类似,含有的低熔点碱金属硅铝酸盐使混合灰的熔点降低。     

不同热转化条件下秸秆灰的熔融特性研究

生物质灰熔融特性的影响因素众多,为了系统地研究生物质灰在不同热转化条件下的熔融特性,以小麦秸秆为例,系统研究了反应温度、热解气氛、O₂体积分数等变量对麦秆灰熔融特征温度的影响规律,探究了麦秆灰的熔融特性。结果表明：随着热解温度升高,灰熔融特征温度升高,这是因为温度升高,碱金属随之挥发,而碱金属含量越低,熔融温度越高;随着气化温度升高,软化温度、半球温度、流动温度变化都不明显,但变形温度明显升高。温度的改变会造成麦秆灰残余矿物质的变化,低温物质转变为高温物质,熔融特征温度进而发生变化。反应气氛改变,麦秆灰的熔融特征温度也会发生变化。在O₂体积分数为6%～18%时,灰熔融特征温度并无明显变化。     

气化条件下压力影响灰熔融特性的实验研究

利用加压热天平结合X衍射分析仪来研究压力对煤灰熔融特性的影响。受加压热天平温度的限制,只研究1100℃以下压力的影响。利用X衍射分析仪分析不同压力、不同温度下煤灰中的矿物质成分,根据X射线衍射图谱分析矿物质对灰熔融特性的影响,以及在不同压力和不同气氛下矿物质的变化和新生成矿物质对灰熔融性的影响。结果显示:CO2气氛下压力对煤灰矿物质的生成影响不大;N2及H2O气氛下压力具有促进煤灰低温矿物质向高温矿物质转化的作用。     

生物质灰熔融温度预测模型的研究

基于生物质灰成分和熔融温度实测数据构成的数据样本分析了灰成分对灰熔融性的影响,采用回归分析方法建立了灰熔融温度预测模型,并对回归方程的显著性及准确性进行了检验.结果表明:SiO2、CaO、K2O、SO3和P2O5对生物质灰熔融性的影响具有双重性;MgO和Na2O对生物质灰起助熔作用;该预测模型适用于预测生物质灰熔融温度,具有工程应用价值.     

烟煤与玉米秸秆混烧灰熔融及黏温特性研究

针对烟煤掺玉米秸秆不同比例制成的灰样,采用电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对其组分和矿物结晶相进行分析;并通过灰熔融性测定仪、高温黏度计对灰熔融特性和黏温特性进行探究。研究表明:掺混比低于50%时,随掺混比增加混烧灰组分无明显变化,白云母、二铝酸钙及钙长石衍射强度增强,石英衍射强度减弱,混烧灰熔点平缓下降;掺混比大于50%后,K_2O、CaO、MgO含量明显增加,Al_2O_3、SiO_2含量快速减少,白云母、二铝酸钙及钙长石衍射强度持续增强,石英衍射强度逐渐消失,混烧灰熔点大幅下降。酸碱比曲线与ST、HT、FT曲线变化趋势相近,G_(si)曲线能较好的反映临界黏度温度曲线趋势。灰中K_2O、Al_2O_3、SiO_2等含量的变化引起灰熔点和灰黏度变化。     

生物质与煤混燃灰熔融结渣特性的实验研究

通过对生物质燃料（锯末、玉米秸和麦秸）与煤混燃灰化学成分和熔融温度的测定,利用灰分的碱酸比B／A、硅比G、硅铝比S／A、积灰沾污特性指数Hw、磨损特性指数日。等判别指数对生物质纯燃、与煤混燃时的结渣、积灰和磨损特性进行了研究和分析。结果表明,生物质灰都具有结渣倾向,麦秸灰具有严重的积灰倾向,玉米秸灰和锯末灰有易积灰倾向。生物质灰的磨损倾向都较轻微。随着生物质与煤混燃比例的增加,结渣有加重趋势。灰中酸性氧化物和碱性氧化物的含量会直接影响灰的熔融温度。     

煤燃烧过程中复杂气氛下的灰熔融特性

针对煤燃烧过程中复杂气氛下灰熔融特性,开发了气氛可控的灰熔融特性测试平台,研究了反应气氛对两种不同Fe含量的煤样灰熔融特性的影响;在不同气氛的高温(1,100,℃)条件下制取灰样,并采用XRD(X射线衍射)分析,获得不同气氛下矿物演变的规律.结果表明,在空气中O_2转化为CO_2的过程中,灰熔点基本不变;在N_2、CO和CO_2体积分数分别为80%,、5%,和15%,的弱还原性气氛时,灰熔点大幅度降低,高铁煤降低更为明显;当气氛的还原性继续增强,灰熔点反而上升.在弱还原性气氛下含Fe矿物被还原,形成了低熔点Fe~(2+)化合物,是弱还原性气氛下灰熔点降低的主要原因,而在强还原性气氛下Fe~(2+)化合物继续被还原为Fe单质,使灰熔点上升.     

基于多种测试方法的汽油车排放特性研究

利用PEMS(便携式车载排放测试系统)对选定的汽油在用车使用双怠速法、ASM(加速模拟工况)法、实际道路测试方法进行排放测试.测试结果表明:使用双怠速测试在用车排放时,低怠速排放值并非一定高于高怠速测试值;ASM法5025工况测试结果略大于2540工况测试结果;实际道路测试法HC、CO的排放因子随着汽车的加速而有明显的增加;汽车冷热状况对汽车排放影响较为明显;ASM较双怠速法高怠速工况更能准确反映深圳实际道路排放状况.     

高碱煤中钠基化合物对灰熔融特性的影响

选取新疆准东煤田高钠煤(五彩湾煤和天池煤)为研究对象,研究了准东煤中碱金属钠的赋存形态和钠基化合物对煤灰熔融特性影响机制.向低温灰中添加不同比例的Na_2O然后制取其高温混灰,利用X射线衍射仪分析矿物质组分在不同成灰温度下演化规律,探究碱金属钠对准东煤灰熔融特性的影响机制.结果表明:准东煤中钠以水溶钠形式为主;天池煤随着钠含量的增加,灰熔融温度先降低后趋于稳定;五彩湾煤随着钠含量的增加,灰熔融温度先降低后升高.天池煤掺混10%,Na_2O导致灰熔融温度降低,是由于煤灰中白云石、氢氧化钙分解产生大量CaO,碱金属钠促进CaO与煤灰中Si、Al等反应生成含钙钠的低温共熔体,且有低熔点矿物无水芒硝生成;五彩湾煤掺混10%,Na_2O导致灰熔融温度降低,是由于煤灰中新生成低熔点的钙铁辉石和无水芒硝,且碱金属钠促进钙铝黄长石和镁黄长石等含钙矿物质的低温共熔反应,掺混过量Na_2O导致灰熔融温度升高,这是由于煤灰中生成了大量高熔点矿物质.     

麦秆不同部位热解特性及动力学研究

全球每年经光合作用产生的生物质总量巨大,但作为能源开发利用的还不到其总量的1%,为了更合理地利用生物质,文中利用TG技术,对麦秆不同部位(叶子、茎节和全秆)的热解特性及动力学进行了研究。结果表明:较低的升温速率可克服热解过程中的传热滞后现象,更有利于麦秆的热解;对于全秆、茎节和叶子,其TG和DTG曲线差异很小,其热解过程遵循相同的反应机制——一级化学反应(F1);通过无模式函数法中的FWO和Starink法对麦秆的表观活化能进行了计算,叶子热解活化能最低,最容易发生热解,茎节最不易发生热解,这些结果表明了麦秆不同部位各自的最佳利用方式。     

秸秆灰特性的研究

按照D1102-84灰分标准测定方法,对小麦、水稻、玉米、黄豆、高粱、棉花等几种秸秆样本进行了工业分析;在ZRC2000智能灰熔点测定仪上对不同秸秆进行了灰熔点测试;在不同的温度和停留时间下,在马弗炉上对不同秸秆进行了热灼烧试验.结果表明:秸秆挥发分含量较高,灰熔点比较低,无机碱金属析出量随着温度的升高和停留时间的增加而增加.     

洗煤对高碱煤碱金属迁移及灰熔融特性的影响

针对燃用某高碱煤种遇到的强沾污、结渣难题,对典型高碱煤种分别用去离子水、1 mol/L硝酸和1 mol/L醋酸铵进行了洗煤,并用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICPOES)、X射线荧光仪(XRF)、和X射线衍射仪(XRD)等分析测试仪器对不同溶剂洗煤前后煤中的碱金属元素、矿物质组成进行了分析与测试。研究结果表明:3种洗煤介质对煤中Al和Si几乎没有脱除效果。但去离子水对煤中Na、K、S、Fe的脱除率在50%左右;硝酸和醋酸铵能对煤中Ca和Na的脱除率达到90%左右;洗煤后煤灰的熔融温度虽然变化不大(DT升高11~42℃),但洗煤后由于Na、S等碱金属的脱除,使得在灰的熔融过程中,初始液相析出温度由原煤的700℃升至900℃(硝酸)和1 100℃(醋酸铵);且初始液相析出的质量百分比也由17wt%降低至5.38wt%(去离子水)/5.09wt%(硝酸),这对降低高碱煤的沾污程度起着至关重要的作用。     

生物质与煤混烧灰的熔融性实验研究

为解决生物质与煤混燃存在的结渣积灰问题.以稻秸秆、白杨木屑、稻壳和煤在不同配比下混合燃烧的灰分作为研究对象,利用HR-3C灰熔融性测定仪研究了生物质与煤混合燃烧的熔融特性.研究表明:生物质燃料中碱金属含量比煤中的含量要高,提高生物质的掺入比总体上会使灰熔融温度降低;此外,对于二氧化硅含量不同的生物质燃料其灰熔融性有所差...