碳酸盐对高灰分煤粉燃烧的动力学研究

采用非等温热重分析技术对比研究了Na2CO3，BaCO3和CaCO3对高灰分煤粉（灰分〉44％）燃烧反应动力学参数的影响。非等温热重分析以20℃／min的升温速率从室温升到1000℃，动力学参数采用Coats—Redfern方程进行计算．结果表明：与空白煤样对比，掺有碳酸盐的煤样着火温度均有不同程度的降低，而煤样的最大燃烧速率增大且燃烧最大速率出现的温度前移；当煤粉样品中分别掺有3％的Na2CO3，BaCO3和CaCO3时，煤粉燃烧的活化能比纯煤粉分别降低了15．63％，12．39％和14.23％，且指前因子与活化能之间存在着线形关系，其关系为In（А）=0．2783E-12．882。     

高灰分煤煤灰对硅酸盐水泥熟料烧成的影响

通过在水泥生料中掺加不同品质高灰分煤的煤灰,研究了灰分对硅酸盐水泥熟料液相变化、矿物形成及岩相结构的影响.结果表明,灰分含量的升高是降低液相初析温度的主要原因,随着灰分含量的升高,C3S的含量降低,C2S的含量增加.同时,灰分使生料中酸碱矿物比例改变,造成熟料矿物分布的均匀性更差,熔蚀现象更多.     

O2/CO2燃烧对神华煤Ca和Fe交互反应影响

选用高Ca、高Fe含量的神华煤,在沉降炉系统中进行空气以及O₂/CO₂燃烧实验。利用X射线荧光探针(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、先进计算机控制扫描电镜(CCSEM)分别对总灰元素、晶相组成以及主要矿物元素的共生特性进行深入表征。结果表明氧/燃料燃烧促进了Fe、Ca与其他矿物元素的交互反应,总灰中Fe在Fe-rich类矿物分布减少,而在铁铝硅酸盐(Fe-alsil),尤其是在Fe与Ca发生交互反应的Fe+Ca类矿物的分布增加,同时Ca也存在类似的分布规律。对总灰中Fe+Ca类矿物深入分析发现,氧/燃料燃烧条件下总灰中Fe+Ca类矿物结渣倾向更严重(Fe₂O₃/CaO摩尔比为0.5～3)。     

Al2O3含量对燃烧合成铝酸钙粉体物相组成的影响

本文以CaO、Al和Al2O3为原料,在氧气气氛下,采用燃烧合成法(CS)制备铝酸钙粉体,计算了CaO-Al-Al2O3-O2体系的绝热温度,结合物质自由能函数的相关理论、X衍射法(XRD),研究了Al2O3含量对燃烧合成铝酸钙粉体物相组成的影响.热力学计算及XRD物相分析结果表明:体系绝热温度随Al2O3含量的增多而降低,但均大于1800 K,说明体系反应可自持;当Al2O3/(Al2O3+ CaO) (mole)分别为0.3,0.47和0.55时,物相组成分别为C3A和C12A7,C12A7和CA,CA和CA2;热力学数据显示C12A7-C3A、C12A7-CA和CA-CA2之间物相可实现转化,但由于燃烧合成反应速度过快及不可控性导致物相之间尚未完成转化,致使燃烧合成铝酸钙的物相生成量与理论量有较大差异.     

Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究

利用TG-DTG法和DTA法研究了无烟煤催化燃烧时燃点的变化情况,结果表明Fe2O3可使无烟煤的燃点降低。基于无烟煤燃点的形成原因和催化热解过程,研究了催化热解过程中热解转化率、热解气组成、半焦表面结构的变化情况,结果表明Fe2O3促进了无烟煤的热解,热解转化率、热解气的组成明显变化,热解气热值增加。催化热解产生的半焦表面形貌粗糙,颗粒细碎,比表面积大。由于热解过程直接影响到点燃过程,因此通过催化热解的研究,可知催化燃烧过程中均相燃烧（热解气燃烧）提供给异相燃烧（半焦燃烧）的热量高于非催化燃烧。同时催化热解所得半焦的吸附氧气能力强,在低温时吸附氧气的速率较快,缩短了达到点燃时所需氧气浓度的时间,进而降低了无烟煤的燃点。     

Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究

利用TG-DTG法和DTA法研究了无烟煤催化燃烧时燃点的变化情况,结果表明Fe2O3可使无烟煤的燃点降低。基于无烟煤燃点的形成原因和催化热解过程,研究了催化热解过程中热解转化率、热解气组成、半焦表面结构的变化情况,结果表明Fe2O3促进了无烟煤的热解,热解转化率、热解气的组成明显变化,热解气热值增加。催化热解产生的半焦表面形貌粗糙,颗粒细碎,比表面积大。由于热解过程直接影响到点燃过程,因此通过催化热解的研究,可知催化燃烧过程中均相燃烧（热解气燃烧）提供给异相燃烧（半焦燃烧）的热量高于非催化燃烧。同时催化热解所得半焦的吸附氧气能力强,在低温时吸附氧气的速率较快,缩短了达到点燃时所需氧气浓度的时间,进而降低了无烟煤的燃点。     

氧气浓度对K2CO3催化无烟煤和石墨燃烧的影响

采用综合热分析仪研究不同氧气浓度下K2CO3催化无烟煤和石墨燃烧的特性,考察了氧气浓度对催化燃烧机制的影响. 结果表明,K2CO3提高了燃烧反应和氧气扩散速率,但对燃烧速率的提高幅度大于对氧气扩散速率提高幅度,延长了无烟煤燃烧过程的平台时间. 氧气浓度由21%增加到100%时, K2CO3催化无烟煤着火温度降低幅度由37.7℃增至78.1℃,催化石墨着火温度降低幅度由204.8℃增至233.6℃. 煤燃烧初期K2CO3使燃烧活化能下降,氧气浓度高于40%时,燃烧由扩散向反应控制转变;燃烧后期活化能低于40 kJ/mol,燃烧受扩散控制. 石墨在燃烧初期K2CO3使燃烧活化能下降,但氧气浓度增加并未改变燃烧控制步骤,燃烧受反应控制;燃烧后期氧气浓度由21%增加到100%时, K2CO3催化石墨燃烧活化能由39 kJ/mol增至110 kJ/mol,燃烧由扩散控制向反应控制转变.     

晶核剂Cr2O3、Fe2O3对玻璃熔化性能的影响

高炉渣的主要成分与玻璃相似,采用熔融法以高炉渣为主要原料制备微晶玻璃(高炉渣配比为70%),以少量纯化学试剂调整基础玻璃成分,通过实验研究了晶核剂Cr2O3、Fe2O3对玻璃熔化性能的影响规律.结果表明:基础玻璃中加入0.5%~2.5%的Cr2O3作晶核剂时,随着Cr2O3加入量的增多,熔化温度呈现逐渐升高趋势,当向基础玻璃中加入1.0%~3.0%Fe2O3作晶核剂时,随着Fe2O3加入量的增多,熔化温度逐渐降低.将0.5%~2.5%Cr2O3、1.0%~3.0%Fe2O3按一定比例配合作为复合晶核剂,总量控制在3.5%,Cr2O3与Fe2O3对玻璃熔化性能的影响可以互相抵消.晶核剂Cr2O3、Fe2O3的引入,可明显降低玻璃的熔化性温度,为了保证玻璃液的顺利浇注成型,至少应将温度控制在1360 ℃以上.     

Co2O3对制备CaZrO3性能的影响

以分析纯ZrO2和Ca(OH)2为原料,添加Co2 O3(加入质量分数分别为0、0.5％、1.0％、1.5％和2％)粉末,经配料、成型、干燥和烧成(1500、1550和1600℃分别保温3 h)后,通过高温固相法制备了CaZrO3试样.结果表明:随Co2 O3添加量的增加,制备CaZrO3的体积密度、线收缩率和平均晶粒...     

Na2CO3催化剂对福建高变质无烟煤比表面及气化反应特性的影响

基于对不同Na2CO3催化剂添加量煤样比表面积和热天平(800～950℃)的测定,分别进行了福建建欣混煤的吸附等温线和比表面积以及碳转化率和气化动力学的研究,Ⅱ型吸附、L3型脱附及H3型滞后环表明实验煤样具有明显两端开放的小孔和大孔、一端封闭的细颈瓶形及狭缝毛细孔的特征.催化剂在煤样微孔的填充和表面修平对气化反应活性起...     

利用粉煤灰制备高比表面积二氧化硅的实验研究

将粉煤灰与Na2CO3以一定比例磨细混合均匀,在反应温度800～900℃,保温时间60～120 min下进行反应.以浓度为3.14 mol/L的盐酸时反应产物进行酸浸,经过滤除杂后的体系由溶胶相向凝胶相转变,再次过滤、干燥得最终SiO2产品,该SiO2质量分数在98%以上,比表面积为775.12m2/g.     

晋城矿区“三高”劣质煤资源开发与利用探讨

介绍了晋城矿区"三高"劣质煤资源的基本特征及开发利用现状;分析了"三高"劣质煤的燃烧及气化特性,剖析了灰熔聚气化技术在生产运行中存在的一些深层次问题;提出了"三高"劣质煤资源规模化开发利用的相关对策措施。     

具有高比表面积的稻壳灰的制备及其化学活性的研究

Preparation of rice husk ash with high specific surface area and chemical reactivity of the product are reported in this paper. The amorphous rice husk ash with high specific surface area of 311 m^2.g^-1 was produced by heating acid treated rice husk at 700~C for 4 h. The isotherms of rice husk ash are similar in shape to type Ⅱ of Brunaner‘s classification with mesopores being predominant. The rice husk ash has a high chemical reactivity, especially that pretreated with acid. This chemical reactivity depends on ashing temperature and pretreatment conditions. There is an exponential relation between the specific surface area of rice husk ash and the change in the conductivity of saturated Ca(OH)2 solution with rice husk ash, from which the specific surface area can be known according to the conductivity change.     

Effects of Na2CO3/K2CO3 on Chemical Looping Combustion Using Fe2O3/Al2O3 as Oxygen Carrier

The performance of the Fe₂O₃/Al₂O₃ oxygen carrier modified by the alkali metals, Na and K, was studied by thermogravimetric analysis and in a laboratory-scale fluidized-bed reactor. Different factors, such as the alkali metal content, the alkali metal type, and the interaction between Na and K, were taken into account. Both Na and K had strong catalytic effects on the conversion of Fe₂O₃. A high K content caused serious agglomeration. Increasing the Na content led to slagging because of the low-melting point solid solution. The possibility of agglomeration and slagging was reduced when Na and K were added together. The oxygen carrier with 1.5 wt % Na and 1.5 wt % K had better combustion efficiency and optimal thermal stability. Na and K could enhance the attrition resistance and prolong the lifetime of the oxygen carriers.     

粉煤灰制备高纯度X型沸石及其对含铅废水处理的研究

采用经碱熔融-离心提取处理的粉煤灰为原料,经水热反应法研究合成高纯度X型沸石的过程,探讨了碱灰比、焙烧温度对硅铝熔出量的影响,研究了碱度、陈化时间、晶化时间与硅铝比对合成的影响以及其对含Pb2＋废水的吸附性能。结果表明：碱灰比为2．3∶1,焙烧温度为680℃时可获得最佳的硅铝熔出量;当SiO2／Na2 O＝1（摩尔比）,SiO2／Al2O3＝3．5（摩尔比）,陈化时间为5 h,晶化时间为16 h时可获得高纯度X型沸石。合成沸石表现出对含Pb2＋废水较强的吸附能力,在投加0．23 g／100 mL含Pb2＋500 mg／L溶液中,调节pH值为5,常温下30 min,Pb2＋去除率可达99．6％;吸附容量达到了216．8 mg／g。     

添加Li2O对高铝粉煤灰合成刚玉-莫来石材料的影响

研究了Li2O、烧结温度对高铝粉煤灰和铝矾土合成刚玉-莫来石材料的性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明,Li2O可大辐度降低合成刚玉-莫来石材料的烧结温度.制得的刚玉-莫来石材料具有较良好的性能.     

钙镁复合助熔剂对长平煤灰熔融特性影响研究

以高灰熔融温度长平煤为对象,分别向其中添加单助熔剂CaO、MgO和钙镁复合助熔剂,在高温还原性气氛下,分别利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDX)研究钙镁复合助熔剂对煤灰熔渣晶体矿物转化过程、微观形貌和微区化学组成的影响,揭示钙镁复合助熔剂的助熔机理.结果表明:添加6％钙镁复合助熔剂(WCao/WMgo=1),可将煤灰熔融温度降至1297℃,且助熔效果优于单助熔剂CaO、MgO;煤灰熔融过程中,离子半径较小的Ca2+、Mg2+容易进入空隙中,引起硅酸盐结构重组,分别形成架状硅酸盐钙长石、岛状硅酸盐镁橄榄石、镁堇青石等;钙长石与镁橄榄石等镁质矿物之间低温共熔体的生成,是钙镁复合助熔剂能够显著降低煤灰熔融温度的主要原因.     

稻壳制备高纯高表面积SiO2的研究

稻壳在稀盐酸中沸煮、干燥后,于540℃煅烧,制得了一种高纯高表面积SiO2。ICP-AES测定结果表明了该SiO2中杂质的质量含量为5.6×10-6,激光粒度仪测定其体积平均粒径为19.67μm,BET法研究表明了它的比表面积为280m2/g。并利用XRD研究了稻壳在制备过程中的结构变化。     

Coke reactivity: Effect of Fe2O3 and K2CO3 addition to the coal charge before carbonization

Six individual coals and one blended metallurgical coal were used in this investigation, and two additives, Fe₂O₃ (up to 1%) and K₂CO₃ (0.5%), were added to each coal before carbonization. Results showed that the additives strongly increase CRI (coke reactivity index) and decrease CSR (coke strength after reaction) of each coke, but there are no significant changes in coke microstructure.