弱还原气氛下不同化学成分对煤灰熔融性的影响

以宁煤煤灰为研究对象,研究了高岭土、Ca2SiO3、Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等添加剂在弱还原气氛中对煤灰熔融性的影响.实验结果表明:SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO对煤灰熔融温度的影响基本都是随氧化物含量增加先降低后升高;酸性矿物高岭土可以显著提高煤灰的熔融温度;碱性矿物Ca2SiO3可以降低煤灰的熔融温度.在一定的含量范围内,高岭土、Al2O3、SiO2均可提高煤灰熔融温度,但高岭土效果较好;Ca2 SiO3、Fe2O3、CaO均可降低煤灰熔融温度,Ca2SiO3下降效果较为明显.     

阻熔剂提高煤灰熔融温度及其阻熔机理

选择低灰熔点神华煤,研究了添加SiO2 、TiO2和Al2O3阻熔剂在弱还原性气氛下对煤灰熔融性的影响,利用X射线衍射分析方法研究阻熔剂对高温煤灰矿物转化行为和阻熔机理.实验结果表明:815℃时,煤灰中主要晶体矿物为硬石膏、赤铁矿、石英、石灰和方解石等;添加SiO2、TiO2和Al2O3阻熔剂都能够在一定程度上提高神华煤灰熔融温度,但Al2O3效果较好;在还原性气氛下,随温度升高至1100℃和1300℃,添加阻熔剂后的煤灰中的硬石膏、赤铁矿和方解石等晶体矿物逐渐减少,生成的新矿物质方石英、刚玉和金红石是导致煤灰熔融温度升高的主要原因.     

酸碱比值与助熔剂对煤灰熔融流动温度影响的研究

以我国62组重要商业用煤的煤灰化学成分和灰熔融性为研究对象,讨论了酸碱比值与灰熔融流动温度的关系,结果表明酸碱比值越大,流动温度越高。考察了助熔剂CaO和Fe2O3不同添加量对6组高灰熔点煤灰熔融流动温度的影响。实验表明:同一煤样中添加相同质量的助熔剂CaO和Fe2O3,对酸碱比值的改变相同,但是其助熔效果不同,因此酸/碱比值不可当做衡量煤灰熔融特性的唯一参数。以6种煤的实测数据为基础,对助熔剂CaO添加量的经验公式的准确性和适用性作了分析。由于煤种的多样性与灰成分的复杂性,使得经验公式具有局限性,助熔剂添加量的确定仍需实验测量。     

助熔剂对型煤灰熔融特征温度的影响

研究了高灰熔点型煤灰成分与灰熔融特性的关系,考察了Fe2O3, MgO, CaO和固体水玻璃助熔剂对型煤灰熔融温度的影响. 结果表明,碱性氧化物与灰中所含矿物质在高温下易形成低共熔混合物,能有效降低型煤灰熔融温度. 加入等量(11%, w)的MgO, CaO及固体水玻璃、Fe2O3,流动温度分别下降了22.0, 58.8, 81.2和91.9℃. 通过三元相图及XRD分析揭示了物相组成变化和矿物晶体的存在形式. CaO, 固体水玻璃和Fe2O3适宜的添加量分别为11%, 9%和9%. CaO和固体水玻璃对型煤还具有粘结和促进气化作用,更适合作为助熔剂.     

煤灰成分对灰熔融特性影响的多角度分析

以实际煤气化生产用原料煤为例,基于生产中煤灰成分与灰熔融特性的检测数据,对煤灰中总酸、总碱、酸碱比以及SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO含量对灰熔点的影响进行分析,对熔融指数FI、灰渣形式与灰熔点的关系进行探讨,旨在从灰成分的不同角度研究煤灰灰成分对灰熔点的影响.结果表明,煤灰中单一化学成分含量多少与煤灰熔融特征温度间没有绝对的规律,且目前不同的学术研究观点也对煤灰成分与灰熔融特性的关系有不同的见解,没有普遍和万能的理论规律,因此需要对二者的关系有一个辩证客观的认识.     

煤灰成分与灰熔融性的关联性分析

为研究鄂尔多斯地区煤灰成分对灰熔融性的影响,分析了煤灰总酸、总碱、酸碱比、熔融指数FI以及煤灰成分对灰熔融性的影响,并结合MATLAB软件对数据进行拟合,得出煤灰熔融温度的回归公式。结果表明,随着酸碱比增加,煤灰熔融温度逐渐升高,酸碱比大于3.65时,煤灰熔融温度大幅提升。依据灰熔融温度回归公式得出熔融指数FI最小值为35.67%,但其预测公式并不能很好地反映FT增减趋势。在气化用煤中,多种矿物共同决定煤灰熔融温度。当Si/Al3、CaO含量30%时,煤灰熔融温度较低;当CaO含量超过30%、Fe_2O_3含量超过20%时,会产生单体CaO、FeO,其具有较高的熔融温度,煤灰熔融温度也相应升高。     

配煤、助熔剂对毕节煤灰熔融特性温度的影响研究

为提高毕节地区煤炭气化和燃烧的性能,研究了配煤和助熔剂对毕节煤灰熔融性温度的影响。在毕节地区织金煤、修文煤和金沙煤中,分别按一定比例添加CaO、Fe_2O_3两种助熔剂,并在织金煤中选用高灰熔融性温度的煤与低灰熔融性温度的煤相配,来测定添加助熔剂和配煤对煤灰熔融特性温度的影响。研究结果表明:CaO添加比例从3%到12%,煤样的灰熔融性温度先降低后增大;Fe_2O_3添加比例从5%到20%,煤样的灰熔融性温度始终呈下降趋势,Fe_2O_3助熔效果较好;低灰熔融性温度的煤与高灰熔融性温度的煤相配,能有效降低高灰熔融性温度煤的灰熔融性温度。     

煤灰的流动温度拟合方程研究

为准确预测某地区煤种的灰熔融性温度,对该地区142组煤样的灰成分及灰熔融性温度等进行了研究。利用煤灰组分,同时引入SiO2与Al2O3含量的比值、碱性氧化物总量与酸性氧化物总量的比值,对煤灰流动温度进行数学建模,并通过3种方法推导出拟合方程。通过利用同一地区的煤灰样品对拟合公式进行校核,得出最优的预测当地煤种的煤灰熔融性温度数学建模过程及拟合方程。     

气化条件下煤灰熔融性研究

以CaO和Fe2O3为助熔剂,分别与7种煤样进行不同比例的混合,在气化条件下进行煤灰熔融性实验,降低煤灰熔融性温度,为生产合成气用煤的选择提供科学依据。实验结果表明,7种煤样的流动温度均能降至1400℃以下,煤灰添加CaO助熔剂时的灰熔融性温度变化比较稳定,而对Fe2O3助溶剂都较为敏感,仅在很小的含量范围内能达到最低点,而且规律性较差。     

碱性氧化物对煤灰熔融特性影响的研究进展

准东煤中的钠、钙含量较高,导致在燃用过程中锅炉受热面发生严重的结渣。煤灰的结渣问题与煤灰的熔融特性密切相关,灰中碱性氧化物对灰熔融特性具有重要的影响。本文综述了碱性氧化物对煤灰熔融特性的影响。现有的研究表明,添加Na_2O可以显著降低灰熔融温度,钠长石、霞石等低熔点含钠矿物质的生成及其形成的低温共熔体是灰熔融温度降低的主要原因。灰中K_2O主要以伊利石的形式存在,对灰熔融温度的影响较小。随灰中CaO和MgO含量的增加,灰熔融温度具有先降低后升高的变化趋势,矿物质熔点的变化是灰熔融温度变化的主要原因。灰中Fe_2O_3的存在形式与反应气氛有关。在还原性气氛下,铁主要以FeO的形式存在,铁橄榄石、铁尖晶石等含铁矿物质容易形成低温共熔体,使灰熔融温度降低。未来应着重研究碱性氧化物对准东煤灰熔融特性影响的机理,开发抑制准东煤结渣的高效添加剂。     

粉煤灰混凝土的势能化

根据势能的观点和混凝土工程性质的要求，给出混凝土中粉煤灰经化势，固化势和免疫势的定义，以及粉煤灰砂浆体或粉煤灰混凝土材料的协同工作特性的数学表达；通过图解的方法，对粉煤灰材料的质量等级以及粉煤灰混凝土双掺技术的应用进行了势能化的初步探讨。     

模拟湿排粉煤灰的性能

通过实验室模拟湿排,研究了5种粉煤灰微观结构与抗压强度比的变化.低钙粉煤灰模拟湿排22个月时,绝大部分粉煤灰颗粒形貌仍保持原有状态.低钙粉煤灰只在湿排最初的5个月内活性降低明显,湿排3个月时28d抗压强度比降低5%,5个月降低7%,但后期活性变化不大.在模拟湿排22个月后,低钙粉煤灰的活性受到一些影响,但仍可用作水泥混凝土掺合料.     

粉煤灰水泥的水化动力学

研究了粉煤灰水泥中粉灰和水泥熟料的水化过程动力学；讨论了这两种反应的动力学常数对系统性质的影响。提出了为改善粉煤灰水泥的性质，必须同时促进粉煤灰的火山灰反庆和水泥熟料的水化反应。     

粉煤灰的表面改性和改性粉煤灰水泥

本文提出了一种称为表面改性粉煤灰的制备方法,阐述了粉煤灰表面改性的工艺原理,研究了表面改性粉煤灰的矿物组成和胶凝性质,认为这种粉煤灰的特点是,其颗粒外层为水硬性矿物β-C_3S和C_(11)A_2·CaX_2所覆盖,而其核心仍是无定形铝硅玻璃体,它既可作为一种胶结材料,又是一种活性很高的水泥混合材,兼有一定的早期强度和后期强度。     

粉煤灰颗粒分布对水泥强度影响的灰色系统研究

采用Ｍａｌｖｅｒｎ激光粒度精确测定粉体的粉体颗粒分布;以灰色系统理论研究粉煤灰颗粒分布对水泥强度的影响,研究表明：粉煤灰粉体性能显著影响粉煤灰不泥的强度;粉煤灰中１０－２０μｍ颗粒的质量分数与水泥强度的关联度最大,无论对７ｄ还是２８ｄ抗压强度有最大的影响。     

霍林河褐煤灰熔融特性的影响因素

研究了颗粒大小、气氛和残碳含量对霍林河褐煤灰熔融特性的影响,在探讨灰成分变化的基础上,对霍林河煤灰在不同温度下的矿物组成进行了XRD分析.结果表明,灰熔点随颗粒的增大而减少是由于灰中总碱量由小到大引起的;不同气氛导致的灰熔点变化是由于弱还原气氛下方铁矿在熔融过程中与钙长石和钙黄长石反应生成了铁尖晶石和铁橄榄石等低熔点物质引起的;残碳含量导致灰熔点的变化是因为Fe3C的生成引起灰熔点的升高,灰锥内局部还原性气氛的形成使灰熔点降低、残碳的"骨架"作用导致灰锥不易变形而使灰熔点升高.     

粉煤灰综合利用调研

叙述我国近几年来在粉煤灰综合利用方面所取和的一些成绩，今后工作的主要任务，目标。介绍几项目前在粉煤灰综合利用方面较成熟的技术。     

超细粉煤灰的性能研究

研究了电收尘气流分选工艺收集的超细粉煤灰(udtra—fine fly ash，缩写为UFA)的物理化学性能。随着细度的增加，UFA的密度、烧失量、吸水率和28d抗压强度比f(cu，28d)随之增大，需水量比则随之减小。在水中WA的zeta电位为负，其绝对值随细度的增加而增加，矿物组成却变化不大。还研究了超细粉煤灰的粒径分布和颗粒形貌特征，结果表明UFA具有令人满意的减水增强作用。     

助熔剂对煤灰熔融过程中矿物行为的影响

针对淮南矿区高灰熔融性煤难以直接用于现有液态排渣煤气化工艺的问题,利用智能灰熔点测定仪和X-射线衍射仪(XRD)在弱还原性气氛下,分别对淮南矿区煤样以及添加助熔剂后灰熔融温度和煤灰矿物行为进行了研究.结果表明,随着灰化温度的升高,高岭石转变为莫来石;碳酸盐矿物逐渐分解.助熔剂ADF和ADC在不同的温度下,容易与煤灰中其他矿物形成硬石膏、赤铁矿、铁尖晶石、铁橄榄石和钙长石等助熔矿物,从而降低煤灰熔融温度.     

循环流化床锅炉内的灰平衡模型研究

建立了煤灰为床料的 CFB锅炉内静态平衡计算模型 .模型着重研究了成灰特性、灰磨耗和退档 ,颗粒停留时间及颗粒分层等影响循环流化床灰平衡的重要因素 ,并提出了相应的计算模型 .应用模型模拟了黄姑电厂 75 t/h CFB锅炉的运行 ,研究了磨耗速率、灰成分等因素对煤燃烧后飞灰、排渣、床料的粒径分布的影响