固硫灰渣的微观结构与火山灰反应特性

用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜研究流化床燃煤固硫灰渣(简称固硫灰渣)的微观结构.用化学反应动力学方法研究固硫灰渣的火山灰反应特性,并与粉煤灰进行对比.阐述了固硫灰渣的微观结构与其火山灰反应特性之间的关系.结果表明:固硫灰渣与粉煤灰矿物组成差异较大,主要体现在它不含莫来石.固硫灰渣中[SiO4]和[AlO6]聚合度均低于粉煤灰的.固硫灰渣颗粒表面比粉煤灰的疏松.固硫灰渣的火山灰反应速率常数明显高于粉煤灰的,而表观活化能相反.固硫灰渣火山灰反应活性明显高于粉煤灰的,反应阻力也较小,这是由其微观结构所决定的.     

流化床燃煤固硫灰渣的特性

流化床燃煤固硫灰渣(固硫灰渣)是一类特殊的燃煤灰渣.用11种来源不同的固硫灰渣,研究了需水性、自硬性和膨胀性.结果显示:同硫灰渣因为颗粒表面疏松多孔,具有非常强的吸水性,标准稠度需水量达到粉煤灰的2倍;固硫灰和固硫渣具有明显的自硬性,28d净浆抗压强度可达到10MPa;固硫灰渣具有明显膨胀特性,这种不良的安定性主要来自固硫组分.     

燃煤灰渣活性差异及来源研究

粉煤灰、沸腾炉渣和固硫灰渣是三种具有代表性的燃煤灰渣,因生成方式与生成温度不同,火山灰活性存在较大差异。本文采用改进的28 d抗压强度比方法研究其活性差异,并在矿物组成及颗粒形貌等方面探讨活性差异来源。研究结果显示:沸腾炉渣和固硫灰渣活性相近,明显高于粉煤灰;不同种类燃煤灰渣的活性差异主要来源于其矿物组成及颗粒形貌差异。     

流化床燃煤固硫灰渣微观结构研究

分别用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜研究固硫灰渣矿物组成、硅酸盐阴离子聚合度和颗粒形貌。并与煤粉炉粉煤灰进行对比。结果表明：与粉煤灰不同，固硫灰渣基本不舍莫来石；固硫灰渣[SiO4]和[AlO6]聚合度均低于粉煤灰；固硫灰渣的颗粒形貌极其不规则且疏松多孔。研究发现，固硫剂和生成温度对固硫灰渣微观结构影响很大。     

流化床燃煤固硫灰渣水硬性机理研究

经固硫的流化床燃煤灰渣有明显的早期水硬性,甚至可在与水混合几小时后即凝结硬化,而未经固硫的灰渣则不明显。本文采用X射线衍射、红外光谱和化学方法对固硫灰渣早期水硬性机理进行研究,结果表明:固硫灰渣基本不含水泥熟料成分,矿物主要以无定形态存在;固硫灰渣中[SiO4]及[AlO6]的聚合程度均低于未经固硫的流化床灰渣及粉煤灰;进一步的化学测定结果证实,固硫灰渣早期水硬性主要来源于一定数量水化性能较快的无定形矿物组分。     

流化床燃煤固硫灰渣自硬机理的研究

流化床燃煤固硫灰渣是一种比较特殊的燃煤灰渣,主要特征之一为其明显自硬性,这种特性对其资源化利用有比较大的影响.通过对来源不同的7种流化床灰渣自硬性进行研究,结果显示,经固硫的灰渣具有明显的自硬性,而未经固硫的灰渣则自硬性不明显.采用化学方法确定了固硫灰渣中存在有一定量的C2S和C3A.结果显示,除可溶解的硬石膏与活性Al2O3、游离CaO反应生成钙矾石外,固硫灰渣中的C2S和C3A是其具有自硬性的主要来源.     

循环流化床燃煤固硫灰渣研究利用现状

结合循环流化床锅炉现状,在系统的阐述国内外固硫灰渣研究现状的基础上,综述了固硫灰渣的应用情况,进而发现固硫灰渣研究利用中存在的问题.     

流化床燃煤固硫灰渣膨胀控制因素研究

分别用线性膨胀率和XRD研究固硫灰渣净浆试件的膨胀特性和固硫灰渣水化产物随龄期变化趋势,并在结合二者试验结果的基础上对膨胀控制因素进行探讨。结果显示:固硫灰渣净浆试件的线性膨胀率在14～28 d前增加迅速,而后趋于平缓。试验表明,固硫灰渣的膨胀特性可分为两个阶段:14～28 d前主要受钙矾石量所控制,而随后龄期则主要受二水石膏量所控制。     

燃煤灰渣活性研究综述

重点阐述了生成温度对燃煤灰渣矿物组成与颗粒表面形态的影响,并综述了燃煤灰渣活性的研究成果.     

循环流化床燃煤固硫灰渣制备地聚合物材料的研究进展

基于循环流化床燃煤固硫灰渣组成、结构及特性,提出以固硫灰渣制备地聚合物材料.综述了固硫灰渣制备地聚合物的研究进展,分析了影响其制备和性能的关键性因素.     

粉煤灰火山灰反应性及其反应动力学

通过酸溶法测定了粉煤灰-Ca(OH)2-H2O系统中粉煤灰的反应率,以此来评估不同品质低钙粉煤灰的火山灰反应性,并据此建立了低钙粉煤灰火山灰反应的动力学模型。探讨了不同品质粉煤灰火山灰活性上的差异对水泥基材料强度的影响。结果表明：相比于Ⅱ级粉煤灰,Ⅰ级粉煤灰的火山灰活性未必更高。粉煤灰的火山灰反应符合一级反应动力学模型。不同品质粉煤灰火山灰活性上的差异宏观上对水泥砂浆强度影响甚微。     

煤矸石火山灰活性的快速评价方法

利用全谱直读等离子体发射光谱仪,在不同浓度NaOH溶液中,不同反应温度、不同反应时间的条件下,测定了经热活化、机械力活化的不同细度的煤矸石的Si4 和Al3 离子溶出量.发现在某些实验条件下,各种煤矸石的Si4 和Al3 离子溶出量与其火山灰活性具有良好的相关性.据此建立了在NaOH溶解溶液中,以Si4 和Al3 离子溶出总量为评价指标的煤矸石火山灰活性快速评价方法.结果表明:在40℃,1mol/L的NaOH溶液中,煤矸石的溶解时间仅需3h,其Si4 和Al3 离子溶出总量可作为火山灰活性的判据.     

洁净煤燃烧产物的特性与利用潜力

概述了流化床燃烧灰渣（ＡＦＢＣＡ和ＰＦＢＣＡ）、烟气脱硫副产物（ＦＧＤ－ＢＰｓ）及采用低ＮＯｘ燃烧器产生的高碳含量粉煤灰的特性及利用潜力。     

循环流化床燃烧数学模型及试验研究

利用循环流化床内气－固两相流动基础方面的研究成果, 提出床内气固浓－淡流动模型, 建立适用不同结构参数的循环流化床燃烧模型, 考虑了床内气体、固体颗粒的返混、循环过程以及煤燃烧、污染气体的生成和分解、颗粒磨损等过程． 在循环流化床燃烧试验台上进行实验研究, 模型仿真结果和实验数据吻合良好, 表明气固两相浓－淡流动模型所建立的循环流动床燃烧系统模型可以正确地模拟循环流化床的燃烧过程．     

粉煤灰火山灰反应残渣的形貌及组成

采用扫描电镜和电子探针等分析手段研究了粉煤灰火山灰反应残渣的形貌和化学组成。含NaOH的粉煤灰-石灰系统火山灰反应程度远高于粉煤灰-石灰系统,因而来自2系统的反应产物及粉煤灰残渣的形貌均截然不同。电子探针对粉煤灰残渣化学成分的研究表明：含NaOH粉煤灰-石灰系统,其K2O,Na2O和MgO总含量有明显降低的趋势,参与火山灰反应的SiO2,Al2O3,K2O,Na2O和MgO等元素进入液相参与形成一些特征火山灰反应产物,使得含NaOH的粉煤灰-石灰系统比不含NaOH的有更好的力学性能。     

煤程序升温与等温热解特性及动力学比较研究

采用热重分析仪和微型流化床分别考察了不同煤阶五个煤样的程序升温和等温快速热解的挥发分析出特性和反应动力学.程序升温实验揭示了热解气体的析出顺序依次为CO2,CO,CH4和H2,而等温热解实验证明CO2和CO的析出先于CH4和H2.微型流化床等温快速热解的挥发分气体总量析出活化能为17kJ/mol～35kJ/mol,小于程序升温热解的活化能.CO2和CO的反应级数与1接近,而CH4和H2的反应级数与1偏差较大,反映了这两类气体在生成机制上存在差异.     

提高煤炭利用效率和充分利用低质煤资源

１９９３年中国煤炭产量已达１．１４Ｂｔ，约占一次能源消费量的７６％。大约８０％的煤炭产量为直接燃烧利用，其平均利用效率仅２９％，低于世界平均水平。此外煤炭生产过程中排放的矸石、中煤和煤泥数量可观，其中可资热能利用的数量约占３０％～４０％。为有效利用煤炭和低质煤，本文讨论了提高其利用效率的若干途径，诸如循环流化床燃烧，加压流化床燃烧，热电联产和区域供热，煤气化联合循环发电，先进的煤炭完全气化，大容量发电和型煤。     

石灰石在燃煤流化床中固硫的数学模拟进展

石灰石在燃煤流化床中的固硫属于非催化气－固反应，其复杂性在于它是由反应气体在氧化钙颗粒孔内扩散、反应气体在产物层内扩散以及反应气体和氧化钙进行表面化学反应等三个过程的耦合，而且固体反应物的结构随着反应进行而变化。本文评述了固硫过程模拟工作的历史发展及最新趋势，并基于大量的实验事实和偏微分方程数值解的可能性，提出在建立模型时应考虑石灰石中惰性物含量和固硫反应热的影响。     

Modelling of circulating fluidized bed combustion of a char

The combustion of a char in the 41 mm ID riser of a laboratory circulating fluidized bed combustor has been investigated at different air excesses and rates of solids (char and sand) circulating in the loop. Riser performance was characterized by an axial oxygen concentration profile as well as by the overall carbon content and particle size distribution. The proposed model accounts for carbon surface reaction, intraparticle and external diffusion, and attrition. External diffusion effects were relevant in the riser dense region where char was potentially entrapped in large clusters of inert solids. Experimental data and results of the model calculations are in satisfactory agreement.