属性区间识别的煤灰结渣特性的判定

提出煤灰结渣的属性数学综合评价模型,对解决如何准确评判煤的结渣性能提供了科学依据,为研究煤灰结渣综合判别方法提供了一个新的途径。     

准东煤灰熔融温度表征结渣特性的试验研究

针对准东煤灰熔融温度与实际结渣特性出现严重不符的问题,利用微波消解法对准东原煤和按GB/T 212-2008制得的灰（称为国标灰）进行分析,得到其金属元素含量。试验结果表明：在国标法制灰过程中,煤中的主要金属元素均有不同程度的逃逸,用金属氧化物逃逸率表征金属元素的逃逸特性,除了熔点比较低的碱金属氧化物逃逸率较高,熔点比较高的Al2O3和CaO的逃逸率也高达87.51%和58.77%,由此导致国标灰灰熔融温度升高,与煤实际的结渣特性不符。灰化温度从815 ℃降低到500 ℃后制得灰的软化温度ST为1 230 ℃,比国标法制得灰的软化温度1 330 ℃低100 ℃。与灰熔融温度相比,灰成分指标更能表征准东煤的结渣特性。     

燃用准东煤过程中碱/碱土金属迁移规律及锅炉结渣沾污研究进展

准东煤灰分含量低、着火温度低、燃尽性能优良,是优良的动力用煤,但准东煤灰中碱/碱土金属含量高,在燃烧过程中易挥发进入气相并冷凝在受热面上从而强化锅炉的沾污、结渣过程,要实现安全、高效、洁净燃用准东煤,需对准东煤燃烧过程中矿物尤其是碱/碱土金属转化特性和灰熔融特性进行研究。对准东煤中碱/碱土金属(AAEM)赋存形态及燃用过程中AAEM的迁移转化、煤灰熔融特性、准东煤结渣、沾污机理等研究进展进行了介绍,总结了锅炉结渣、沾污关键影响因素及目前常用的防控方法。由于实验样品和条件的差异,AAEM在煤燃烧过程中的释放、转化特性及其对灰熔融特性的影响尚未有一致结论;对于AAEM释放多采用热力学平衡计算,相应的动力学模型缺乏深入研究;由于燃烧试验台实验工况与实际锅炉烟气组分、热参数等存在一定差异,燃烧试验台获得的结渣、积灰特性能否反映真实锅炉情况有待验证;实际锅炉沉积样品分析面临锅炉工况调整困难、可重复性差等问题,需对锅炉实际结渣污特性进行深入研究;锅炉设计、掺烧、参数调整等方法仅能减轻准东煤结渣、沾污等问题,为实现准东煤的安全、高效、洁净利用,仍需更加深入的研究煤灰结渣、沾污机理。应加强灰化温度、气氛等对煤热转化中AAEM的释放和转化特性影响的系统研究,进一步开展AAEM在煤热转化过程中的释放、矿物转化动力学模型研究,同时,需针对温度、气氛、煤灰组分等对准东煤结渣、沾污的影响规律开展更加细致地研究,为结渣、沾污防控提供支持。     

哈密地区高碱煤掺烧结渣特性综合评价研究

为解决哈密高碱煤在掺烧过程中严重结渣的问题,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,并推算出基于炉膛出口温度的炉膛吹灰投运时间间隔。结果表明:锅炉满负荷工况下,当神华二矿煤掺烧比例达到81.1%时,炉膛出口温度温升速率为17.4℃/h,吹灰后炉膛出口温度降幅度达到68℃,且炉膛吹灰最长间隔时间为6.7 h。随着神华二矿煤掺烧比例不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。现场试验采用逐步提高神华二矿煤比例的策略,神华二矿煤的掺烧比例从6台磨掺烧2台磨逐渐提高到5台。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,其中A磨煤机烧保利煤,其余磨煤机烧神华二矿煤。     

从实践中认识神华煤灰熔融性与结渣的关系

从实践中总结出神华煤炭在燃烧中灰熔融性与结渣的关系；结渣的形成原因不是单一的。     

基于耐火材料的粉煤燃烧过程结渣特性

采用光学显微镜,X射线衍射等方法对煤粉气流燃烧过程在不同耐火板上的渣样进行了测试,并就渣样的形貌及结晶特性、渣样成分与不同耐火板之间的高温烧结特性进行了研究.结果表明：灰分中碱性金属氧化物含量较低的煤粉气流燃烧过程中,SiC质耐火板与熔融煤灰的结晶度明显高于刚玉质耐火板;刚玉质耐火板在粉煤焦炭颗粒开始着火燃烧时灰渣结晶度达到最小,约为35%, SiC质耐火板与熔融煤灰结晶度在焦炭颗粒旺盛燃烧区达到最大,约为58%,较好地反映了渣板之间的黏结作用.     

燃用低熔点煤对链条锅炉结渣、结灰的影响及防治

分析低熔点煤的熔融性对锅炉工作的影响,以及结渣、结灰的成因,提出合理的防治措施。     

酸溶性钛渣在微波场中的升温特性研究

以酸溶性钛渣为原料,探讨酸溶性钛渣在微波场中的升温特性,通过对酸溶性钛渣进行微波加热及保温处理,考察在不同微波加热温度及保温时间条件下,对酸溶性钛渣微波改性后样品二氧化钛品位及硫、碳含量的影响。结果表明:提高微波加热温度与增加保温时间,有利于物料在微波场中氧化更加彻底,低价钛与铁及铁的氧化物的氧化反应使得总量增加而二氧化钛含量相对下降,同时也实现了酸溶性钛渣在微波场中较高的脱硫率与脱碳率。     

酸渣磺酸盐在氧化矿浮选中的应用

介绍了石油副产物酸渣中活性成分———磺酸盐的浮选性能，认为分子量为３５０～５００的酸渣磺酸盐是选别氧化矿的良好浮选剂。针对混合酸渣质量欠稳定和药剂用量大等缺陷，提出添加辅助药剂来改善药剂性能，达到降低成本的目的。     

高温三轴应力下气煤蠕变特征及本构模型

采用中国矿业大学研制的“600 ℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机”,对尺寸为 200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤进行了200 ℃和400 ℃两个温度点的三轴应力下的蠕变实验。实验表明：200 ℃时,气煤蠕变具有明显的第1,2阶段,但未出现加速蠕变阶段,而400 ℃时,气煤在很短时间内就进入加速蠕变阶段;在温度和应力共同作用下,气煤在加载瞬间及后续变形过程中,始终伴随着显著的塑性变形,煤体变形为典型的黏弹塑性变形。通过对不同温度下气煤的渗透率和孔隙率的分析,初步判断300 ℃是气煤蠕变特征发生变化的临界温度。根据气煤高温蠕变特征,引入一种新型的非线性黏壶,构建了气煤的高温蠕变本构模型,该本构模型轴向蠕变的理论曲线和实验曲线吻合较好,表明该本构模型能较好地模拟高温下气煤的蠕变特征。     

高温高压下油煤浆黏度的变化及影响因素

为研究高温高压下油煤浆的黏温特性及变化机理,测量了220~450 ℃范围内的煤浆黏度,发现在250 ℃以前,黏度的增大主要受煤颗粒溶胀作用的影响,而在340 ℃以后,黏度的增加则是由于前沥青烯的增多引起的.剪切速率对黏度几乎没有影响.当煤转化率在30%~40%时,煤浆黏度会增加.     

高灰熔点烟煤的分质利用技术研究

以河南平顶山矿区拥有气煤、肥煤、焦煤到无烟煤的多煤种为例,通过对不同煤层煤样的分析,发现主炼焦煤灰分低、结焦性好,非炼焦煤种硫分高、灰熔融性高,提出了优先生产炼焦精煤用于焦化工业,扩大中国炼焦煤资源;高硫和高灰分烟煤采用水冷壁气流床气化生产合成气;中煤、煤泥、矸石以及劣质煤,用于循环流化床燃烧发电;粉煤灰用来生产建材的煤炭分质利用路线,为煤炭清洁高效利用提供实施案例。     

红外光谱预测高温煤灰行为特征和灰熔点研究

以皖北AQ煤添加助熔剂的煤灰熔融性特征温度与煤灰红外谱图为研究对象,探究添加助熔剂的红外光谱中,吸收峰与煤灰熔融性的关系,从而提出利用红外谱图吸收峰特征变化预测灰熔融性软化温度的回归公式。公式计算的煤灰软化温度与实测值之差小于国家标准规定的误差值.     

基于低温氮吸附法的酸化煤样孔隙分形特征研究

为研究并改善富含矿物质煤体孔隙结构特征,基于X射线衍射和低温氮吸附实验测试了贫瘦煤酸化前后碳酸盐矿物质含量及孔隙结构参数,并根据孔隙分形理论利用FHH模型求得了酸化前后不同孔段的分形维数。结果表明:酸化可以有效溶解煤体孔隙中的矿物质并溶蚀煤基质,减少煤体孔隙中微孔所占比例,增加中孔和大孔的比例,增强了孔隙结构之间的连通性,同时减少了煤的比表面积,有利于吸附态瓦斯向游离态进行转化;煤样低压段分形维数大于中高压段的分形维数,煤体孔隙中微孔结构较中孔大孔结构更加复杂,煤样经酸化后孔隙分形维数变小,煤样孔隙结构趋于简单化。     

高温燃煤脱硫添加剂的煅烧特性及孔隙特性研究

针对炉内煤高温燃烧中脱硫率低的国际性难点,从分析化学的角度在失重分析的基础上分析了高温脱硫添加剂的脱硫机理．利用管式炉在不同条件下(温度、时间、气氛等)对脱硫添加剂的样品进行燃烧,用Origin6．0画图软件拟合出了各种样品在不同条件下的燃烧特性;并用Poremaster60孔隙分析仪分析了各燃烧样品的孔隙率以及比表面积等重要参数;最后利用智能定硫仪测试了在不同温度下不同脱硫添加剂配方的脱硫效果,得到了脱硫添加剂脱硫效果与其孔隙特性的对应关系,为制备高效的高温脱硫添加剂提供了理论基础．     

灰化温度对准东煤灰组分分析的影响

采用等离子低温灰化法和国标缓慢灰化法,在灰化终温T200,500和815℃下,分别制备了3种准东煤的灰样,使用XRF,TG-DSC和XRD分析比较了灰化温度对灰组分分析的影响。实验发现,准东煤中Al,Si,Ti等在灰化过程中基本无释放,Na/Ca/Mg在500℃时有少量释放,在815℃时大量释放。中温灰与低温灰的矿物组分相似,主要区别是低温灰中的高岭石在中温灰中转变成了偏高岭石。低温灰中仍有部分未充分氧化的有机质。而高温灰与中、低温灰相比有明显差异。准东煤灰成分分析不宜采用现有国标中的缓慢灰化方法,而应使用等离子低温灰化法或者采用灰化终温不超过500℃的缓慢灰化法。     

高温煤焦油黏温特性的测定与分析

为了解决焦炉荒煤气在换热管道表面结焦后焦油堵塞问题,采用高温高压黏度仪对高温煤焦油的黏度进行了实验研究。获得了黏温特性曲线和回归方程,并与褐煤油煤浆的黏温特性曲线进行了对比分析。结果表明:温度是影响高温煤焦油黏度变化的主要因素,黏度与温度之间呈指数关系;高温煤焦油的黏度随温度的升高而下降,当温度低于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较大,黏度随温度的升高而快速下降,当温度高于200℃时,温度对高温煤焦油的黏度影响较小,黏度随温度的升高基本保持不变;高温煤焦油与褐煤油煤浆的黏温特性曲线随温度的升高具有相同的变化趋势,但在整个温度范围内高温煤焦油的黏温性质明显优于褐煤油煤浆的黏温性质。     

钠基助熔剂对灵石煤灰熔融特性温度的影响

探讨了用钠基助熔剂降低灵石煤灰熔融特性温度亦称灰熔点的作用机理,采用XRD测试技术对煤灰及其添加钠基助熔剂后在不同热处理条件下的矿物质组成进行了分析,揭示了造成灵石煤灰熔点高的主要原因,以及添加钠基助熔剂降低灰熔融特性温度的助熔机理。实验还通过向灵石煤中添加生物质,考察了利用生物质灰中钠和其它碱金属化合物降低灵石煤的灰熔融特性温度的效果。研究表明：灵石煤灰硅铝化合物含量较高,在1 100 ℃以上形成的莫来石是导致煤灰熔点较高的主要原因,添加钠基助熔剂可以破坏硅铝氧化物的网状结构形成低灰熔融特性温度的长石类化合物,使煤灰熔点得到有效降低。     

灵石高灰高硫煤的煤质特征及开发实践前景分析

通过对灵石矿区高灰高硫煤的煤质特征分析,概述了高灰高硫煤的物理特性和宏观岩相特性、工艺性质及炼焦用煤途径,探讨了高灰高硫煤的炼焦配煤性质及开发使用效果,阐述了扩大炼焦煤资源及精确配煤的意义。