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高碱金属准东煤灰熔融过程的矿物质衍变 被引量:24
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作者 周永刚 范建勇 +2 位作者 李培 王炳辉 赵虹 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1559-1564,共6页
通过利用热分析和x射线衍射物相分析对准东煤灰在加热过程中的矿物质演变进行研究,以探究准东煤的结渣机理.试验结果表明:热分析得到的TG曲线上的明显失重段(960~1250℃)硬石膏存在的温度段相符,失重是由硬石膏受热分解产生SO2... 通过利用热分析和x射线衍射物相分析对准东煤灰在加热过程中的矿物质演变进行研究,以探究准东煤的结渣机理.试验结果表明:热分析得到的TG曲线上的明显失重段(960~1250℃)硬石膏存在的温度段相符,失重是由硬石膏受热分解产生SO2气体引起的.准东煤的高碱金属含量特性,致煤灰中含有多种含钠矿物质.煤灰中主要矿物质有含钠矿物质钠长石、霞石和蓝方石以及硬石膏、石英、赤铁矿、方解石.霞石分解形成石英等矿物质,和钠长石等作用形成低熔点蓝方石;中间产物透辉石与硅铝酸盐及赤铁矿等作用形成钙长石钙黄长石镁黄长石等,进一步发生低温共熔反应形成熔点低达1170℃的共熔体;蓝方石发生熔融反应形成熔点在900~1000℃的硬玉.灰熔融过程,含钠矿物质对低温共熔反应起重要的促进作用.准东煤的高碱金属特性使煤灰中及其灰熔融过程的矿物质均为助熔性矿物质而无耐熔性矿物质,极易发生低温共熔反应,形成低熔点共熔体,降低灰熔融温度,增加灰渣黏性,促进结渣,是准东煤强结渣倾向的根本原因. 展开更多
关键词 准东煤 灰熔融特性 矿物质演变 结渣特性
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煤灰熔融行为及其矿物质作用机制的量化研究 被引量:19
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作者 代百乾 乌晓江 +1 位作者 陈玉爽 张忠孝 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期70-76,共7页
选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜能谱仪(SEMEDX)对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明:高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主... 选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜能谱仪(SEMEDX)对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明:高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主要原因;煤灰试样B中由于存在较多的硬石膏、钠长石等低熔融矿物质,且CaO与莫来石反应生成钙长石与钙黄长石的化学反应在煤灰试样B熔融过程中起到了关键作用,从而使其具有低的熔融温度.经量子化学计算分析表明,由于莫来石易与电子接受体结合而难与电子给予体结合,在煤灰熔融过程中,莫来石易与煤灰中常见的碱性阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+)电子接受体反应生成其他物质,通过添加不同的阳离子可促使莫来石向不同矿物质转变,可以进一步控制煤灰的熔融变化过程及其熔融温度. 展开更多
关键词 煤灰 熔融行为 量子化学 矿物质演变
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生物质对高灰熔点煤灰熔融特性的调控机制 被引量:7
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作者 徐美玲 李风海 李振珠 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期69-74,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 物质 高灰熔点煤 灰熔融特性 矿物质演变
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生物质与烟煤混合灰熔融特性影响因素的研究 被引量:10
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作者 任俊斌 李俊国 +3 位作者 张永奇 王志青 李风海 房倚天 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1317-1322,共6页
为探究气氛、混合比及残炭含量对生物质与煤混合灰熔融特性的影响,将松木屑灰与乌海烟煤灰按不同质量比混合,采用智能灰熔点仪测定各混合灰样在不同气氛下的灰熔融温度,X射线衍射仪从矿物质演变角度分析混合灰熔融温度变化的原因。结果... 为探究气氛、混合比及残炭含量对生物质与煤混合灰熔融特性的影响,将松木屑灰与乌海烟煤灰按不同质量比混合,采用智能灰熔点仪测定各混合灰样在不同气氛下的灰熔融温度,X射线衍射仪从矿物质演变角度分析混合灰熔融温度变化的原因。结果表明,由于铁尖晶石和铁橄榄石的生成,使混合灰的熔融温度在弱还原性气氛下比氧化性气氛下低,且差值的大小与混合灰中Fe含量有关;随松木屑灰含量的增加,钙铝黄长石、镁黄长石、白榴石等低温共熔物的生成量增加,使混合灰的熔融温度降低;此外,由于Fe-C共熔体(Fe_xC_y)的生成、灰锥局部还原性气氛及残炭的"骨架"作用,使混合灰的熔融温度随煤灰中残炭含量的增加呈现先升高后降低再升高的趋势。 展开更多
关键词 物质 混合灰 灰熔融特性 残炭 矿物质演变
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宁夏高灰煤与向日葵秸秆的混合灰的熔融行为
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作者 孙冬 徐荣声 +3 位作者 徐炜 王萍 史小红 李梅 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1457-1468,共12页
生物质与煤共燃烧是能源清洁利用的主要方向之一。研究了宁夏高灰煤灰(WWA)、向日葵秸秆灰(SSA)及不同质量比的WWA与SSA的混合灰(W_(3)S_(1)、W_(2)S_(1)、W_(1)S_(1)、W_(1)S_(2)和W_(1)S_(3))在高温下的熔融温度特性,并通过X射线荧光... 生物质与煤共燃烧是能源清洁利用的主要方向之一。研究了宁夏高灰煤灰(WWA)、向日葵秸秆灰(SSA)及不同质量比的WWA与SSA的混合灰(W_(3)S_(1)、W_(2)S_(1)、W_(1)S_(1)、W_(1)S_(2)和W_(1)S_(3))在高温下的熔融温度特性,并通过X射线荧光衍射(XRF)分析灰的化学组成、X射线衍射(XRD)分析矿物质演化行为、扫描电子显微镜(SEM)分析高温下灰渣的微观形貌,以及Factsage热力学软件计算灰在高温下的液相含量,阐明影响灰熔融过程的影响因素,阐释灰的熔融机制。结果表明:添加少量的SSA后,混合灰的4种熔融特征温度开始减小。当SSA添加质量分数为33%(W_(2)S_(1))时,灰熔融温度最低,其变形温度(DT)降低至1228℃,比WWA降低了约50℃;随着SSA质量分数的继续增加,混合灰的DT和软化温度(ST)略有升高,但半球温度(HT)和流动温度(FT)升高明显。高温下,灰中碱性组分形成白榴石、透辉石、钾霞石和镁黄长石等硅铝酸盐,是灰熔融温度降低的主要原因;而随着SSA比例的增加,部分碱性组分以高熔点的单体氧化物或无定形物质存在,造成灰的FT升高。WWA中添加少量SSA后,混合灰的起始液相温度降低,熔融过程与煤灰相似,主要熔融过程(液相含量超过80%)发生在1300℃之前。当SSA的质量分数超过50%时,起始液相温度增加,主要熔融过程发生在1400℃。本文为解决向日葵秸秆与煤共燃烧过程中的结渣问题提供一定理论参考。 展开更多
关键词 煤灰 向日葵秸秆灰 灰熔融特性 矿物质演变 结渣机理
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玉米秸秆与烟煤混燃过程灰熔融特性试验研究 被引量:4
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作者 姚锡文 刘清华 许开立 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4515-4522,共8页
生物质与煤混燃对助力我国减煤降碳战略,节约煤炭资源,发展利用生物质能源具有重要意义。但是,生物质与煤混燃反应过程中混燃灰熔融作用机制复杂。为探讨不同热转化条件对生物质与烟煤混燃灰熔融特性的影响,利用灰熔点测定仪、扫描电子... 生物质与煤混燃对助力我国减煤降碳战略,节约煤炭资源,发展利用生物质能源具有重要意义。但是,生物质与煤混燃反应过程中混燃灰熔融作用机制复杂。为探讨不同热转化条件对生物质与烟煤混燃灰熔融特性的影响,利用灰熔点测定仪、扫描电子显微镜-能量分析仪(SEM-EDS)、X射线荧光衍射仪(XRD)等设备系统研究生物质质量分数、灰化温度及停留时间对混燃灰的熔融温度、矿物成分、晶相结构以及微观形貌的影响。结果表明,添加玉米秸秆可使混燃灰熔点先降低再升高,其中,在玉米秸秆质量分数为75%时混燃灰熔点最低。混燃灰中生成的钠长石(Na_(2)Si_(2)O_(5))、钾长石(Al_(2)O_(3)K_(2)OSiO_(2))、铁尖晶石(FeAl_(2)O_(4))和白榴石(KAlSi_(2)O_(6))等硅铝酸盐是使混燃灰熔点降低的重要因素,K、Fe、Ca元素在促进混燃灰熔融方面起显著作用。此外,玉米秸秆质量分数为25%时混燃灰开始出现熔融现象,因此在实际应用中玉米秸秆的质量分数应低于25%。改变灰化温度和停留时间对混燃灰熔融温度影响不显著,混燃灰软化温度(Softening Temperature,ST)、半球温度(Hemispherical Temperature,HT)和流动温度(Flow Temperature,FT)都基本保持不变,但二者机理稍有不同,本质区别在于矿物质种类是否发生变化。 展开更多
关键词 环境工程学 物质 灰熔融特性 矿物质演变
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煤矸石灰添加对准东煤灰熔融特性影响 被引量:4
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作者 郑烨 马志斌 +2 位作者 关彦军 张锴 程芳琴 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1714-1720,共7页
选取两种准东煤(ZDA和ZDB)为研究对象,利用灰熔融温度测定仪、X射线荧光光谱和X射线衍射仪考察了单一准东煤灰及其与煤矸石(CG)灰掺混后酸碱比、化学组成和矿物质演变对灰熔融特征温度的影响规律。结果表明高温下ZDA中主要矿物组分为霓... 选取两种准东煤(ZDA和ZDB)为研究对象,利用灰熔融温度测定仪、X射线荧光光谱和X射线衍射仪考察了单一准东煤灰及其与煤矸石(CG)灰掺混后酸碱比、化学组成和矿物质演变对灰熔融特征温度的影响规律。结果表明高温下ZDA中主要矿物组分为霓辉石和赤铁矿等助熔矿物,而ZDB中以难熔矿物硫铝酸钙与镁硅钙石为主,导致ZDA灰熔融温度明显低于ZDB。随着CG灰质量分数增加,ZDA/CG与ZDB/CG熔融特征温度呈现先下降后上升趋势,分别在CG灰添加比40%和60%时出现最小值;当ZDA/CG与ZDB/CG酸碱比接近时,CaO与Fe_2O_3含量是影响变形温度与流动温度的主要原因。对于上述两种高碱性煤灰,含钙矿物对于灰熔融特性影响较大,而含钠矿物的影响相对较小。本文旨在为改善准东煤灰沉积倾向提供基础数据。 展开更多
关键词 准东煤 煤矸石 灰熔融温度 酸碱比 化学组成 矿物质演变
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准东煤掺烧NH4H2PO4对灰分变化和灰熔融特性的影响 被引量:2
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作者 高满达 孙保民 苏逸峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期6012-6020,共9页
通过X射线衍射图谱分析结合灰熔融性测定,研究了准东煤燃烧过程中的矿物质赋存形态变化及添加NH4H2PO4对准东煤灰分特征和灰熔融特性的影响。试验结果表明,空气气氛下,随着准东煤燃烧温度从800℃升高至1100℃,灰中钠长石、钙铁辉石和蓝... 通过X射线衍射图谱分析结合灰熔融性测定,研究了准东煤燃烧过程中的矿物质赋存形态变化及添加NH4H2PO4对准东煤灰分特征和灰熔融特性的影响。试验结果表明,空气气氛下,随着准东煤燃烧温度从800℃升高至1100℃,灰中钠长石、钙铁辉石和蓝方石等熔点较低且熔融性较强矿物质含量升高,灰中主要矿物质皆为助熔性矿物质。煤中添加比例PO4^(3-)/Na≥0.5、温度800℃以上,混煤灰中生成新的Ca(2.71)Mg(0.29)(PO4)2、 Al PO4、 Ca3(PO4)2、Ca9Fe(PO4)7、Ca9Al(PO4)7、Ca2P2O7和Mg2P2O7等高熔点物质。当PO4^(3-)/Na〉 1时,混煤灰熔融性温度明显升高,软化温度由1144℃增加至1418℃(PO4^(3-)/Na=4),煤改善为中等结渣倾向。可见添加NH4H2PO4能够有效抑制低熔点、助熔性含钠矿物生成,促进高熔点物质形成,提高灰熔融特性温度。 展开更多
关键词 准东煤 NH4H2PO4 成灰特性 矿物质演变 富磷添加剂 灰熔融性温度
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