钙基对煤灰熔融特性影响的研究

炉内喷钙脱硫技术增加了烟气的飞灰含量和灰中钙的含量,对煤灰的熔融特性有一定影响.在几种动力用煤中添加钙基吸着剂,对灰渣的成分及其熔融特性进行研究,并对添加钙基吸着剂后的灰熔点进行拟合计算,为添加钙基吸着剂后灰熔点的计算提供一种计算方法.结果表明:不同煤种的含硫成分不同,随着Ca/S的不同,煤灰熔融特性变化也不相同.根据20组试验数据,用回归方法拟合出适合添加钙基的灰熔融特性方程,拟合结果显著性高,既充分证明了不同煤的灰熔融特性随添加钙基的变化不同,又可预测添加钙基吸着剂后灰熔点的变化.     

不同添加剂对生物质灰分及床料的熔融性影响

使用灰熔点法,分析Al2O3、高岭土、CaO对稻草、麦秸秆与河砂及煤灰混合物的熔融性质的影响,研究结果表明灰熔点法在预测添加剂对生物质灰分与床料熔融粘结改善方面具有较强的适用性。煤灰与两种生物质混合物的灰熔点要高于河砂与两种生物质灰分混合物的灰熔点,麦秸秆与床料混合后的灰熔点要高于相同奈件下稻草与床料混合后的灰熔点,三种添加剂对提高生物质灰与煤灰、河砂混合物的灰熔点结果从高到低依次是Al2O3,高岭土,CaO。     

CaO对煤灰熔融特性的影响

气流床气化炉采用液态排渣,高熔点煤灰不能满足排渣要求,煤灰的结渣问题和灰熔融性有很大关系。为研究CaO对煤灰熔融特性的影响规律,在煤灰中添加不同比例的CaO并对灰熔融温度进行测试。使用扫描电镜能谱仪对试样进行元素组成分析和微观形貌观察,使用X-射线粉末衍射仪分析灰样中矿物质变化。结果表明,随着CaO添加比例的增大,煤灰熔融温度先降低后增高。CaO添加比例从0增加到30%时,高温下高熔点的钙长石含量降低,生成大量低熔点的钙铁榴石,灰熔融温度逐渐降低。CaO添加比例继续增加,高熔点的硅钙石含量增多,灰熔融温度逐渐升高。对本研究煤种,CaO添加比例为30%时,降低灰熔融温度效果最好。     

镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融影响的机理

通过向高灰熔点淮南煤灰中添加不同质量分数的镁基助熔剂,研究镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及其机理.结果表明:对于淮南煤灰,镁基助熔剂的理想添加质量分数为5%,能使煤灰熔点降低到1 350℃以下;通过XRD分析和SEM验证得知,耐熔矿物质莫来石是导致淮南煤灰熔点较高的原因;Mg2+与莫来石发生反应,生成了堇青石和尖晶橄榄石等易熔矿物质,导致灰熔点降低;通过研究莫来石的稳定性推断出,作为电子给予体的Mg2+易于从活性较大的O(7)和O(13)进入莫来石晶体,造成化学稳定性较弱的Al(1)—O(13)和Al(8)—O(13)共价键的断裂,引起硅酸盐网络中2个Si原子之间的距离增大,促使莫来石晶体晶格重组.     

添加剂对垃圾焚烧炉飞灰熔融特性的影响

将SiO2、CaO和Al2O3按不同比例与垃圾焚烧炉飞灰均匀混合,对混合后试样的熔融特性进行实验研究。结果表明:当添加剂加入量在15%左右时,试样的灼烧减量基本趋于稳定,添加量过高或过低试样灼烧减量波动均很大。适量(15%左右)的加入3种添加剂时,SiO2可使试样达到更好的熔融效果,CaO不利于试样的熔融,Al2O3可提高试样的硬度和致密性。添加剂对熔融试样的重金属分布有显著影响,添加SiO2、CaO均能促使Cr、Ni固溶在熔融体中,且SiO2含量增加有助于As的挥发;而CaO可抑制As挥发。Al2O3除对Ni固溶有正面影响外,对Cr、As、Cu的固溶有负面影响。     

准东煤灰熔融特性试验研究

将神华准东煤（神华煤）和天池能源准东煤（天池煤）与碱沟煤按照不同质量掺混比进行混合并制得灰样,将NaCl、CaO、Al2O3和SiO2按不同添加比例加入神华煤和天池煤并制成灰样,对上述混合灰样的熔融特性进行研究.结果表明：碱沟煤掺混2种准东煤后,随着准东煤质量掺混比的增大,混合灰各个灰熔点特征温度先降低后升高;随着灰样中Na含量增加,准东煤灰样的变形温度显著降低,软化温度、半球温度和流动温度先降低后趋于不变;当灰样中Na含量达到一定比例后,NaCl对准东煤灰熔融特性的影响明显减弱;CaO对准东煤灰熔点的影响较复杂,可以降低也可以提高灰熔点;随着Al2O3添加比例的增加,准东煤灰熔点先升高后急剧降低;随着SiO2添加比例的增加,神华煤灰样的变形温度先升高后降低,而天池煤灰样的变形温度逐步升高,其他3个特征温度均逐渐降低.     

碱金属钾对高碱煤灰熔融特性影响研究

为研究碱金属钾对高碱煤灰熔融特性的影响,将不同质量分数的K2SO4添加到制备的煤灰中进行灰熔融特性分析,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对煤灰微观形貌及其矿物质演变规律进行了研究,结果表明：随着K2SO4添加量的增加,煤灰熔融温度先降后升,体积液相收缩率先升后降,两者相互印证,K2SO4的加入在一定范围内加剧了煤灰熔融性,超过这一范围时会减弱其熔融性。随着温度的升高,添加K2SO4的煤灰由红色变为棕黑色,同时发生烧结,当温度高于1250 ℃时,煤灰由固相逐渐变为液相。煤灰中加入K2SO4份额逐渐增高时,高熔点的石英、莫来石、钙长石等不断减少,产生了白榴石、钾霞石等矿物质形成的低温共熔体,从而降低了灰熔点,加剧液相的形成甚至形成致密烧结体。     

碱金属K对无烟煤灰熔融性的影响规律

借助灰熔融性测定仪、X射线荧光光谱分析仪和热力学计算软件FactSage考察了不同比例的碱金属K对山西典型无烟煤煤灰熔融性的影响规律。结果表明:当K_2O的添加比例为10%时可有效降低无烟煤灰的熔融温度,而K_2O的添加比例超过10%时,煤灰熔融温度有上升的趋势;当K_2O的添加比例为10%时,灰中的主要耐熔矿物质石英(SiO_2)、白榴石(KAlSi_2O_6)和钙长石(CaAl_2Si_2O_8)等完全分解,是煤灰熔融温度降低的主要原因。     

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。     

基于煤灰矿物相特性的灰熔点预测

以物质平衡为约束条件,采用在弱还原性气氛、温度为T时煤灰中可能存在的化学反应的吉布斯自由能变化之和的最小值min∑ΔGθT作为热力学平衡计算的目标函数,建立高温弱还原性气氛下的煤灰矿物相组成模型.引入各矿物相对应的熔点,构建矿物相组成与灰熔点之间的函数关系并用线性回归的方法确定熔点修正值,进而用迭代法建立了灰熔点预测关系式.结果表明:模型模拟得出的矿物相组成不仅与XRD谱图和Fact Sage谱图有着较好的相似性,而且其变化能反映煤灰熔融特性、预测灰熔点的变化趋势、判断煤灰中主要矿物相组成,灰熔点的预测误差均在-80~80K内.     

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℃.     

锅炉受热面灰污染问题的几点分析

锅炉受热面灰污染问题是影响锅炉设计和运行的重要因素之一 ,本文主要从灰污染形成机理的角度出发 ,对锅炉行业常用的几项判断灰污染倾向和严重程度的指标以及清灰剂的选用进行了分析     

石灰石对CFB锅炉灰熔性影响的试验研究

根据石灰石在CFB锅炉中的化学变化行为，对3种分别添加了石灰、硫酸钙以及石灰和硫酸钙不同配比混合物的煤灰进行了熔融性测定试验。试验结果表明：石灰石对灰渣熔融性温度影响明显，显著降低高熔点灰渣的熔融性温度，大幅度地提高低熔点灰渣熔融性温度，中等熔点灰渣的熔融性温度略有降低。     

灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响

为了解灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响,以黄陵、神木和新汶3种具有不同灰特性的燃煤为研究对象,通过自制灰污热流探针和SiC结渣棒,分别模拟了正常情况及存在烟气冲墙贴壁情况下的锅炉受热面灰沉积行为,比较了灰渣外形、化学成分、熔融温度和热流变化率等特性参数,并通过对灰渣样晶的X-射线衍射、扫描电镜及能谱分析,获得了3种燃煤灰沉积物的元素组成、矿物相及微观结构和形貌特征.结果表明,由于Ca、Fe的协同作用,黄陵煤的灰沉积特性强于神木和新汶煤,Ca、Fe是引起这类煤灰沉积的主要矿物元素,硬石膏、钙长石和赤铁矿是灰沉积物中的主要矿物相;当存在烟气冲墙贴壁时,灰沉积物中Fe含量很高.使熔融温度大大降低,从而加剧受热面的灰沉积过程,在工程实际中应采取相应措施,避免出现这种情况.     

煤灰熔融行为及其矿物质作用机制的量化研究

选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜能谱仪(SEMEDX)对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明:高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主要原因;煤灰试样B中由于存在较多的硬石膏、钠长石等低熔融矿物质,且CaO与莫来石反应生成钙长石与钙黄长石的化学反应在煤灰试样B熔融过程中起到了关键作用,从而使其具有低的熔融温度.经量子化学计算分析表明,由于莫来石易与电子接受体结合而难与电子给予体结合,在煤灰熔融过程中,莫来石易与煤灰中常见的碱性阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+)电子接受体反应生成其他物质,通过添加不同的阳离子可促使莫来石向不同矿物质转变,可以进一步控制煤灰的熔融变化过程及其熔融温度.     

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.     

高灰熔点煤加压气流床气化特性

在25 kg/h规模的沉降式加压气流床气化实验装置上,研究了高灰熔点煤种在固态排渣温度范围内的气化特性及灰渣熔融特性.结果表明,气化温度、碳转化率均随O/C物质的量比的增加而增加,冷煤气效率则随O/C物质的量比的增加旱现先增大后减小的变换规律;本实验条件下,最佳O/C物质的量比在1.0～1.2之间,此时冷煤气效率达最大值(42%左右),相应碳转化率为90%;对最佳工况下气化炉底部、旋风分离器和布袋除尘器内的灰渣进行SEM分析表明,该工况下气化炉底部、旋风分离器内的灰渣在整体上仍以固态形式存在,只是有部分低熔融成分发生熔融,其熔融部分的粒径在数微米左右,而布袋除尘器内的灰渣没有发生熔融现象.     

煤灰对流化床氮氧化物排放影响的试验研究

在流化床试验台上分别燃烧典型烟煤和褐煤,测量加入煤灰和煤灰中无机矿物质（CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaSO4、MgSO4）前后N2O和NO排放质量浓度的变化,研究煤灰对流化床氮氧化物排放的影响及其主要活性成分.结果表明：煤灰能降低N2O排放质量浓度,提高NO排放质量浓度;燃料氮向NOx的总转化率随着灰分质量分数的增加而提高;煤灰中影响氮氧化物排放的主要活性成分为CaO、Fe2O3和MgO.