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。     

宝钢活性石灰回转窑结圈机理研究

为了揭示宝钢石灰回转窑结圈机理,通过湿化学分析、X-射线衍射分析和扫描电子显微镜观察等手段分析了窑皮的化学组成、相组成和显微结构.高温模拟实验揭示:结圈形成条件是低熔物作为黏结相,煤燃烧后的灰分与氧化钙反应生成低熔点氧化物,这些低熔点氧化物黏结氧化钙,随着该过程进行,结圈物变厚.煤中灰分在高温下形成液相是燃煤石灰回转窑结圈的关键.     

不同处理方式对霍林河褐煤灰熔融特性的影响

煤灰熔融特性对预测煤灰的结渣、改变煤灰熔融特性适应不同的排渣方式具有重要意义。对霍林河褐煤和它水洗、酸洗、浮选煤的灰熔点进行了测定,并采用煤灰成分和XRD谱图分析了不同处理方式对煤灰熔融流动特性的影响。结果表明,三种处理方式引起灰熔点变化是由于灰成分的变化引起的,其变化趋势与XRD谱图的预测结果密切相关。灰熔点的高低主要取决于煤中矿物质所的种类和其相对含量以及随温度而形成的新矿物相。莫来石含量的变化是引起煤灰熔融特性变化的原因。     

生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的调控机制

为探索生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的影响,向鹤壁煤和晋城无烟煤中分别加入不同质量比的花生壳和玉米秸秆,采用智能灰熔点测定仪测定混合灰样的灰熔点,X-射线荧光仪和X-射线衍射仪分析灰熔融特性变化的原因。结果表明:随着生物质质量分数增大混合灰熔融温度逐渐降低,选择合适生物质质量分数能使灰熔融流动温度满足液态排渣要求;鹤壁煤混合灰样和晋城无烟煤混合灰样中的高熔点矿物质与煤灰其他成分反应生成了铁橄榄石、铁尖晶石、白榴石、钙长石和微斜长石等,这些矿物之间能够形成低温共熔物,从而导致混合灰的灰熔融温度降低。     

硅烷接枝LLDPE结晶结构的研究

用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)分析了接枝率对硅烷接枝线型低密度聚乙烯(SGLLDPE)晶体结构和熔融行为的影响,并对晶体结构和熔融行为之间的关系进行了初步探索。结果表明:随着接枝率增加,晶面间距基本不变,晶粒尺寸逐渐减小;接枝后熔点降低且低温熔融峰热流量逐渐增大,高温熔融峰热流量逐渐减小。     

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.     

配煤对煤灰熔融特性影响的实验研究

高灰熔点淮南煤A分别与低灰熔点煤G和B按不同配比相配,制成两种配煤灰样,用5E-AFⅡ型智能灰熔点测定仪测定其在弱还原性气氛下的熔融特征温度,利用X射线衍射（XRD）分析了配煤灰样在不同温度和不同配比下矿物组成的变化．结果表明,配煤能有效改善煤灰熔融特性,配煤灰熔点与配比之间是非线性关系;高温下矿物形态的转变是导致配煤煤灰灰熔点变化的主要原因,莫来石有增高灰熔点的作用,石英与钙长石和铁橄榄石等矿物共存时,能够形成低熔点的共晶体使得灰熔点降低．     

小龙潭褐煤流化床气化灰熔聚物的熔融特性

为探索小龙潭褐煤气化灰熔聚物及结渣的熔融特性,采用化学分析法和X-射线衍射法从煤灰成分和矿物质组成的角度分析了气化炉结渣、灰熔聚物和矸石灰熔融性差异的原因.结果表明,炉内结渣的灰熔点最低,灰熔聚物居中,矸石灰最高.灰分中总碱性组分含量由结渣、灰熔聚物到矸石灰依次减少,导致三种物质的灰熔点依次增加.钙黄长石和钙长石等含钙化合物间形成低熔点共融物是结渣灰熔点低的原因;矸石灰中石英石的含量明显高于灰熔聚物,与矸石灰中莫来石的"骨架"作用导致矸石灰的灰熔点比灰熔聚物高.三种物质灰熔融性差异是由于流化床气化过程中矿物质的迁徙转化引起的.     

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.     

微波法制备纳米铁酸锌及其晶粒生长动力学

纳米铁酸锌广泛应用于催化和材料领域,为了避免传统焙烧法高耗能的缺点,本实验选用高效微波法制备纳米铁酸锌,并与常规焙烧进行对比,研究了铁酸锌晶粒生长动力学。采用FTIR、XRD和SEM对样品进行表征。结果表明,相同焙烧温度和焙烧时间下,微波法制备的铁酸锌比常规制备的样品结晶度高,颗粒大小更均匀。通过谢乐公式计算不同温度下铁酸锌粒径得出,焙烧温度低于500℃时,焙烧方式对铁酸锌粒径影响较大;纳米铁酸锌晶粒生长动力学研究显示,微波焙烧时晶粒的平均生长指数为9.66,低于常规焙烧生长指数(10.6),表明微波焙烧时晶粒的平均生长速率较高,有利于晶粒生长;同时,微波晶粒生长平均活化能为122.1kJ/mol,远低于常规焙烧平均活化能(179.4kJ/mol),说明微波可以降低晶粒生长活化能,且微波的“非热效应”影响晶粒的生长。     

硅烷接枝PE-LLD结晶行为的研究

用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DsC）分析了熔融接枝反应对线形低密度聚乙烯（PE—LLD）晶体结构和熔融行为的影响，并对晶体结构和熔融行为之间的关系进行了初步探索。结果表明：随着接枝率增加，晶面间距基本不变，晶粒尺寸逐渐减小；接枝后熔点降低，DSC曲线对应的高温熔融峰，即稳定的正交晶型因重排受阻，其含量逐渐减小，低温熔融峰对应的非稳定晶型逐渐增多。将XRD得到的晶粒大小代入Tbomas-Chbbs方程，求得正交晶型的理论熔融温度与DSC的高温熔融温度基本符合，表明PE-LLD接枝后熔融行为的变化是由晶粒尺寸和晶型的改变造成的。     

生物质对呼盛褐煤灰熔融特性的影响

灰熔融特性对煤与生物质共气化意义重大。为探索生物质对褐煤灰熔融特性的影响规律, 向呼盛褐煤中分别加入不同质量比例的花生壳、玉米秸秆和松木屑, 采用ALHR-2型智能灰熔点测定仪对混合灰样的灰熔点进行了测定, X射线荧光仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)分析了灰熔融特性变化的原因。结果表明生物质能够在一定程度上降低呼盛褐煤的灰熔融温度, 这与生物质灰分含量以及混合灰样化学组成有关, 且生物质掺混比例与混合灰熔融特征温度呈现非线性关系;莫来石的生成和消失使花生壳与呼盛褐煤混合灰样和玉米秸秆与呼盛褐煤混合灰样的灰熔融特征温度出现了波动;高熔点硅线石含量的降低、低熔点钙长石含量的增加、以及低熔点白榴石和斜辉石的生成导致了松木屑与呼盛褐煤混合样灰熔融特征温度降低。     

垃圾焚烧炉喉口壁面结渣特性

为研究垃圾焚烧炉壁面结渣特性，现场采集了喉口区域前拱壁面、后拱壁面和侧墙壁面的3块渣样，结合灰熔点测试仪、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析研究了渣样的熔融特性、微观形貌、元素分布和物相组成等物化性质。针对分层现象明显的渣样，沿渣样生长方向进行了元素分析和物相分析。分析测试结果表明，3块渣样的特征温度差值较小，且软化温度小于1 260℃,均属于易结渣灰；通过扫描电镜观察到3块渣样的微观形貌基本相似，主要为岩石状颗粒，说明垃圾焚烧形成的灰粒未经历熔融球化过程直接黏附在炉膛壁面或渣样表面；渣样中K、Na和Al三种元素的分布规律一致，其含量均沿渣样生长方向逐渐减少。K、Na、Al三种元素形成了熔点1 130℃的KAlSi₃O₈、熔点1 100℃的KAlSi₂O₆和熔点1 100℃的NaAlSi₃O₈,3种低熔点长石熔化后具有黏性，易凝结沉积在壁面或渣样表面；沿渣样生长方向，Ca元素含量逐渐增加，Si和Ca元素含量比值稳定在0.8～1.1;通过物相分析发现Si和C...     

城市污泥对五彩湾高钠煤灰熔融特性的影响

通过X射线衍射（XRD）谱图分析结合灰熔融温度测定,研究了五彩湾高钠煤灰中矿物转化机理及城市污泥对高钠煤灰分特性的影响。试验结果表明：当污泥添加质量比为S/C（sludge/coal）=4时,结渣指数（F_s）_sludge=1150℃,污泥提高灰熔融温度程度较小。对污泥改性使其（SiO₂/Al₂O₃）物质的量比为2,添加至煤中,当S/C > 1时,F_s > 1235℃,灰熔融温度明显提高。R_b/a、R_b/a（+P）、R_b/a×Na等指标可良好预测高钠煤与污泥混合物燃烧的沾污、结渣倾向。煤在空气气氛下,燃烧温度800～1100℃,灰中主要矿物钠长石、钙铁辉石、蓝方石等熔点低,高熔点矿物霞石等助融性强、消失温度低。而添加污泥后,混合物灰中新生成Ca₃（PO₄）₂、Ca₂P₂O₇、CaAl₂Si₂O₈等高熔点物质,有利于提高煤灰熔融温度。而污泥中（SiO₂/Al₂O₃）比、Fe含量高,会对硅铝酸盐等产生助熔作用,抑制污泥中P提高灰熔融温度的作用。     

助熔剂对宁东煤灰熔融特性影响的研究

通过添加CaCO3、MgO和Fe2O3三种助熔剂,考察其对宁东矿区两种煤样（1#、2#）灰熔融温度的影响,并利用三元相图及XRD对煤灰矿物组成进行分析.结果表明：在高温下煤灰中矿物质之间形成低温共熔物,使煤灰的灰熔点降低,且硅铝比较低的煤样具有较低的灰熔融温度.实验表明在弱还原性气氛中,三种助熔剂对2#煤样灰熔融温度的降低效果较明显.     

配煤对催化气化工艺中煤灰烧结行为影响研究

针对易结渣煤种,研究不同配煤方式对煤灰熔融特性的影响,在催化气化工况气氛下利用压差法烧结温度测定实验装置对各煤灰进行初始烧结温度测试,并结合X射线衍射(XRD)及Factsage热力学软件计算结果表征分析煤灰的相关物理和化学变化,推测灰中矿物质间的反应及矿物的转变,研究矿物质变迁规律,揭示缓解结渣机理。结果表明,通过将高灰熔点、高硅铝含量煤种同易结渣煤种混配可缓解易结渣煤种的结渣问题,同高灰熔点煤混合可有效提高易结渣煤种灰熔点;混煤工艺不同,对灰熔点及烧结温度影响各异,这主要与催化剂在煤质上分布、催化剂存在形式不同及其与不同煤种中矿物质作用不一有关。     

低熔点煤灰熔融温度调控研究进展

基于低灰熔点煤灰熔融温度的可控调整对煤的高效洁净转化意义重大,介绍了耐熔剂(Al_2O_3、SiO_2及TiO_2等单体耐熔剂和高岭土、硅基添加剂等复合耐熔剂)和配煤对低灰熔点煤灰熔融温度的影响规律,并从实验检测(XRD、SEM-EDX检测)和软件模拟(Fact Sage软件热力学计算和Gaussian量子化学计算)两方面综述了添加耐熔剂和配煤改变灰熔融温度的机理;阐述了支持向量机模型在煤灰熔融温度预测方面的应用。最后对提高低熔点煤灰熔融温度的研究方向提出了建议。     

稻壳灰对神木煤灰熔融特性的影响研究

采用灰熔点测试仪与Fact Sage软件相结合对低灰熔点神木煤与稻壳混合灰样的熔融特性进行了研究。研究表明:生物灰能够有效改变混合灰的熔融特性,稻壳灰配比小于10%时会使混合灰熔融温度降低,当配比大于20%时,灰熔点迅速上升; Fact Sage软件模拟解释生物质灰对神木煤灰熔融特性的调控行为。     

铁钙比对煤灰熔融特性的影响

在灰中铁钙比(Fe2O3/Ca O)1.1的刘一煤中添加Ca CO3和还原铁粉,调节灰中铁钙比,考察铁钙比对煤灰熔融温度及渣样矿物组成的影响。结果表明,随铁钙比的增大,煤灰熔融温度逐渐降低,铁钙比5.5时,煤灰流动温度1 300℃;增大铁钙比,莫来石的生成受到了抑制,钙长石在高温下依然存在,含铁矿物进入低温共融矿物群的数量增大,显著降低灰熔融温度;降低铁钙比,高温下生成大量的高熔点矿物钙黄长石,导致灰熔融温度较高。     

配煤降低潞安煤灰熔融温度及其机理研究

高灰熔点的潞安煤L分别与低灰熔点煤A,B和C按不同配比制成配煤灰样,用5E-AFⅡ型智能灰熔点测定仪测定其在弱还原性气氛下的熔融特征温度,利用X射线衍射(XRD)分析了配煤灰样在不同温度和不同配比下矿物组成的变化.结果表明,配煤能有效改善潞安煤L的灰熔融特性,配煤灰熔点与配比之间是非线性关系;高温下矿物形态的转变是导致配煤灰熔点变化的主要原因,进而利用CaO-Al2O3-SiO2三元相图结合XRD对高温下矿物形态的转变机理进行了探讨.