不同灰成分的低熔点煤灰熔融性调控机理研究

通过灰熔点较低且接近的两种煤与灰熔点较高的天池煤混配,结果表明,在含铁类矿物质较低的小屯煤与天池煤的混煤中,混煤灰熔点随天池煤混入比例的增加而提高,含铁类矿物质较高的宁鲁原煤与天池煤的混煤灰熔点随天池煤混入比例的增加没有明显变化。通过XRD分析配煤中矿物质的转变过程,结果表明,宁鲁原煤灰中含有的钙铁类矿物质(如赤铁矿、硬石膏)抑制了莫来石的生成,缺少作为骨架支撑作用的高熔点莫来石,煤灰的熔点得不到显著提高。最后将配煤在沉降炉中进行实验模拟电站锅炉的结渣过程,并使用SEM分析灰渣的微观形貌,发现与宁鲁原煤相比,小屯与天池煤的混煤更能显著改善结渣特性。     

煤灰对氨气吸附特性的实验研究

选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)过程中未反应的氨被飞灰吸收,引起空预器堵灰或影响飞灰的二次利用。飞灰中的氨浓度与氨在飞灰中的吸附特性是密切相关的。以锡盟褐煤和阳泉无烟煤为研究对象,利用NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)技术研究了氨气的化学吸附与煤灰的矿物组成、成灰气氛、冷却速率和残炭量之间的关系。结果表明,快速冷却、还原性气氛会使煤灰中的玻璃体含量增加,促进氨的吸附;残炭表面的酸性官能团为氨提供了大量的吸附位点,使其吸附量明显超过矿物质灰样。     

准东煤灰渣烧结熔融过程中钠基化合物作用机理研究

将Na₂CO₃添加剂按折算为Na₂O以20%的比例掺入煤灰中制成混合灰样,对混合灰样在不同温度下烧结.对不同温度下的烧结灰进行EDS元素分析和XRD物相分析,探究钠基化合物在准东煤灰烧结过程中的转变机理.并以EDS分析结果为基础用Fact sage 5.2计算软件中的Equilib模块进行化学热力学平衡反应计算.结果表明,随着烧结温度的升高,硫会发生富集,而钠主要和硫反应生成Na₂SO₄.同时会有NaCl的产生,NaCl会与含钾化合物反应置换出KCl.NaCl、KCl和Na₂SO₄与其他物质产生低温共熔物.     

CaSO4在CO气氛下的平行竞争反应实验与模型研究

采用热重等温实验研究了不同CO体积分数下CaSO4的分解反应，利用红外光谱仪分析反应析出的气体成分，通过亚甲基蓝分光光度法测定固体残留物中CaS的质量分数。在CO气氛下，CaSO4分解反应为平行竞争反应，反应生成了CaO和CaS。在0.5％CO体积分数下，CaSO4分解最终产物以CaO为主。在2%和4％CO体积分数下，反应初期分解产物以CaO为主，后期分解产物以CaS为主。分解反应最终产物中CaS质量分数随CO体积分数增加而升高，随温度升高而降低。推导出平行竞争反应模型，可以很好的描述CaSO4的平行竞争反应。     

煤灰矿物质在炉内的迁徙分布规律及其对沾污结渣的影响

在0.25 MW试验炉上进行热态试验，对新汶矿务局黑液水煤浆和常规水煤浆进行对比燃烧试验，从炉膛不同部位的灰渣成分分析炉内的结渣机理。研究了煤中钠、钾、钙、铝、硅、铁等矿物质元素沿烟气行程的分布，着重研究了不同成分对结渣的形成及分布的影响。结果表明，沿火焰行程，煤中各矿物质的分布是不一样的，其中碱金属质量分数炉壁渣比空间颗粒明显减小，呈先减小后增大趋势，炉壁渣的铝质量分数明显超过空间颗粒物，呈先增大后减小趋势，硅则和铝恰恰相反，使得硅铝比先增大后减小，其它各元素的附着机理也有各自的规律，其矿物质元素分布与煤灰熔融性基本一致。     

准东煤灰化过程中的矿物演变及矿物添加剂对其灰熔融特性的影响

利用低温灰化、高温灰化和X射线衍射物相分析相结合的方法对准东煤中矿物质在加热过程中的演变规律进行了研究。结果表明,准东煤中原始矿物质以方解石、高岭石为主,随着燃烧温度的升高,煤灰中矿物质最终生成了铁橄榄石、硅酸钙等。此外,向准东煤中掺加不同比例的高岭土和刚玉混合添加剂,发现随着SiO₂/Al₂O₃比值的降低,煤中生成了钙矾石、钙铝榴石等高熔点物质,准东煤的灰熔点逐步升高。     

煤中氟化物分布与赋存特性研究

氟是煤中微量有害元素之一 ,烟煤中含量一般为 1 0 0～ 30 0 μｇ ｇ[1 ] 。煤在燃烧时 ,煤中的氟化物将发生分解 ,大部分以ＨＦ、ＳｉＦ4等气态污染物形式排入大气 ,不仅严重腐蚀锅炉和烟气净化设备 ,而且造成大气氟污染和生态环境的破坏[2～ 4] 。燃煤污染物中 ,氟化物对动、植物的危害严重 ,给农牧业造成了重大的经济损失[4,5] 。我国是世界上唯一以煤为主要能源的大国 ,煤的主要利用形式是燃烧。燃煤引起的氟排放是大气氟污染的主要污染源。我国已将煤烟型大气氟污染列入气体检测对象 ,并制定了排放标准。因此 ,对煤中氟的赋存特性、燃…