高熔点煤灰添加硼砂助熔的理论和实验研究

将硼砂按不同比例分别掺入两种煤灰中,对混合灰样熔融特性进行实验研究.同时利用Gaussian软件对混合煤灰中矿物质相变进行量子化学计算,结果表明:莫来石分子中氧原子电负性很高,很容易与电子受体结合形成新的化学键,导致晶格结构发生改变形成新物质,添加硼砂助熔剂,其机理是加入的阳离子(Na+)促使莫来石晶格转变为低熔点的霞石,从而达到降低灰熔融温度.实验结果与理论计算结果相一致.     

配煤对煤灰熔融特性影响的实验与量化研究

采用量子化学计算方法和实验研究,从微观分子结构和宏观煤灰熔融特性两个层面上,研究了高温下高、低灰熔点煤配煤降低高灰熔点煤煤灰熔融温度的熔融特性和熔融机理。实验和计算结果表明,配煤时,Ca²⁺作为电子受体进入煤灰中莫来石的晶格,使晶格发生重组,易生成熔点较低的钙长石。莫来石的分子结构较钙长石的要稳定得多,Ca²⁺进入莫来石晶格后位于由\[SiO₄\]^4-和\[AlO₄\]^5-两种四面体形成的网络之间,与O配位的Ca原子削弱了莫来石中的Si-O键,使得配煤后的混煤灰熔融温度降低。量子化学计算得到的灰中矿物质分子结构及相应的物理化学特性,如化学状态、表面化学活性及成键特性等,能够很好的从灰中矿物质分子微观结构特性解释高温下煤灰熔融过程中耐熔矿物与助熔矿物间的反应机理。     

煤灰中霞石与钠长石的光学性质对熔融特性影响

使用Castep化学软件包,基于密度泛函理论(DFT)的局域密度近似(LDA),对煤灰熔融中产生的低熔点生成物霞石与钠长石进行了系统的光学特性理论研究.经比较发现,霞石与钠长石中的阴离子群[AlO4]-与硼砂助熔剂中的Na+发生反应,且霞石与钠长石相互作用产生低温共熔现象,使煤灰熔点降低.对于高熔点煤,应选取其中具有活泼光学性质、氧化还原性强、金属性强的元素作为助溶剂,其反应物之间易发生低温熔融反应,如钠元素、钙元素和铁元素.