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不同方法对煤气化粗渣中硅铝矿物的活化
1
作者 马晶 马玉龙 +3 位作者 朱莉 乔松 孙永刚 吉文欣 《化工进展》 北大核心 2025年第7期4251-4266,共16页
随着煤气化技术的快速发展,其副产物煤气化渣的产量也逐年增加,引发的环境问题日益突出。煤气化渣中硅铝矿物是其主要的存在成分,而复杂的硅铝结构对其资源化利用带来挑战。本文以产自宁东的煤气化粗渣为研究对象,采用碱熔活化法和亚熔... 随着煤气化技术的快速发展,其副产物煤气化渣的产量也逐年增加,引发的环境问题日益突出。煤气化渣中硅铝矿物是其主要的存在成分,而复杂的硅铝结构对其资源化利用带来挑战。本文以产自宁东的煤气化粗渣为研究对象,采用碱熔活化法和亚熔盐活化法对其中的硅铝矿物进行活化,结合响应面法设计实验并建模分析,得到最优条件和各因素间的交互作用对活化效果的影响。结果表明,在碱熔活化作用下,硅活化率、铝活化率、活化产物浸提液中硅铝比最高分别可达到64.91%、34.14%和10;亚熔盐活化粗渣中,硅活化率、铝活化率、活化产物浸提液中硅铝比最高分别可达到63.14%、24.78%和23。两种活化过程中,影响粗渣中硅铝物种活化效果的主要因素均为碱渣比,且硅活化率和铝活化率随着碱渣比的增大而提高,各因素之间的交互作用对活化效果均存在一定影响,并发现粗渣中硅铝矿物在亚熔盐体系中存在SOD→FAU→CHA的晶体转化路径。本研究旨为粗渣中硅铝物种的高值化利用提供科学依据。 展开更多
关键词 环境 活化 沸石 煤气化渣 亚熔盐 响应面法
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不同煤熔渣对水煤浆加压气化炉用高铬砖的侵蚀 被引量：10
2
作者 柯昌明 李有奇 +2 位作者 赵继增 李楠 韩兵强 《耐火材料》 CAS 北大核心 2014年第5期321-326,共6页
为研究不同煤熔渣对高铬砖的侵蚀机制,选取4种物理化学性能差异较大的典型气化炉用后煤熔渣,采用化学分析、XRD、SEM及EDS等研究了不同煤熔渣的性能及其对w(Cr2O3)≥90%的高铬砖的侵蚀、渗透情况。结果表明:气化炉中煤熔渣主要由SiO2、... 为研究不同煤熔渣对高铬砖的侵蚀机制,选取4种物理化学性能差异较大的典型气化炉用后煤熔渣,采用化学分析、XRD、SEM及EDS等研究了不同煤熔渣的性能及其对w(Cr2O3)≥90%的高铬砖的侵蚀、渗透情况。结果表明:气化炉中煤熔渣主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO组成,但不同煤熔渣的化学组成差异较大,矿物组成及熔融特性温度也不同;在相同条件下,高铬砖侵蚀的主要影响因素是温度和熔渣的化学组成,随温度升高,煤熔渣对高铬砖的侵蚀急速加剧;煤渣中的熔融指数较低时,煤熔渣对高铬砖的侵蚀渗透较为严重;煤熔渣中低熔点相向材料内部渗透、渣中SiO2等对材料中ZrO2等的反应溶解是造成高铬砖失效的直接原因;高铬砖表面形成镁铝铬铁复合尖晶石致密层可以有效降低高铬砖的侵蚀程度。 展开更多
关键词 水煤浆加压气化炉 煤熔渣 熔融指数 抗渣侵蚀性 尖晶石致密层
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高炉熔渣中煤-CO_2气化反应性的实验研究 被引量：4
3
作者 于庆波 王辉尧 +1 位作者 李朋 秦勤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期840-844,共5页
利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣中煤焦-CO2气化反应性进行了研究,主要考察了渣煤比、气化反应温度和煤种对气化反应的影响,并用反应速率方程法对其动力学参数进行求算.实验结果表明:煤焦的碳转化率、气化反应速率与渣... 利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣中煤焦-CO2气化反应性进行了研究,主要考察了渣煤比、气化反应温度和煤种对气化反应的影响,并用反应速率方程法对其动力学参数进行求算.实验结果表明:煤焦的碳转化率、气化反应速率与渣煤比正相关;在煤焦的气化反应中,高炉熔渣具有一定的促进作用;在1673K以下,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的升高而上升,而当温度高于1673K后,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的上升呈现下降的趋势;不同煤种,其气化反应性有很大的差异,大同煤的气化反应性要好于阜新煤和焦炭;不同条件下,煤焦的气化反应动力学参数具有很大的差异,焦炭的表观活化能和指前因子随渣煤比的增大而升高,阜新煤的表观活化能和指前因子随渣煤比的增加先降低、后升高. 展开更多
关键词 煤焦 气化 动力学 高炉熔渣 CO2
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煤中矿物质在炉内的迁移及沉积特性研究 被引量：3
4
作者 兰泽全 曹欣玉 +5 位作者 饶甦 赵显桥 黄镇宇 刘建忠 周俊虎 岑可法 《热力发电》 CAS 北大核心 2004年第6期19-23,30,共6页
炉内燃煤固体产物的熔融特性是表征锅炉沾污结渣趋势的一个重要因素。分析比较了辽河和新汶 2台锅炉典型部位灰样的熔融特性变化 ,并从影响熔融温度的煤灰化学成分和矿物相角度进行了深入的研究 ,对两锅炉内出现的相反变化趋势作出了合... 炉内燃煤固体产物的熔融特性是表征锅炉沾污结渣趋势的一个重要因素。分析比较了辽河和新汶 2台锅炉典型部位灰样的熔融特性变化 ,并从影响熔融温度的煤灰化学成分和矿物相角度进行了深入的研究 ,对两锅炉内出现的相反变化趋势作出了合理的解释。结果表明 ,燃煤本身的特性是决定矿物质炉内行为的根本因素 ,两锅炉煤种的主要差别在于铁的存在形式 ,辽河用煤主要含铁矿物为硫铁矿 。 展开更多
关键词 电站锅炉 燃煤 矿物质 熔融特性 沉积行为 沾污结渣
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熔融床煤气化技术研究现状 被引量：1
5
作者 李朋 于庆波 +1 位作者 杜文亚 来宝玉 《冶金能源》 2010年第2期49-53,共5页
从中国能源和环境的角度出发,分析了煤气化的重要性,重点介绍了铁浴、盐浴及渣浴气化工艺的主要原理及技术。早期的熔融床气化技术由于存在熔渣析铁和熔盐再生等问题,没有的得到很好的推广发展,但是随着近年来熔融还原炼铁技术和熔盐气... 从中国能源和环境的角度出发,分析了煤气化的重要性,重点介绍了铁浴、盐浴及渣浴气化工艺的主要原理及技术。早期的熔融床气化技术由于存在熔渣析铁和熔盐再生等问题,没有的得到很好的推广发展,但是随着近年来熔融还原炼铁技术和熔盐气化-燃料电池联合技术的发展,熔融床气化必将得到人们的重新重视。 展开更多
关键词 气化 铁浴 熔盐 熔渣
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煤熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀机制 被引量：9
6
作者 曹雨后 李红霞 +1 位作者 徐恩霞 王刚 《耐火材料》 CAS 北大核心 2018年第1期19-22,共4页
为了实现水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,研究开发合适的耐火材料代替水煤浆气化炉用高铬砖,以尖晶石骨料及细粉、α-Al_2O_3微粉和轻烧Mg O微粉为原料,于1 600℃保温5 h烧成,制备了φ50 mm×40 mm、内孔为φ25 mm×25 mm的镁铝... 为了实现水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,研究开发合适的耐火材料代替水煤浆气化炉用高铬砖,以尖晶石骨料及细粉、α-Al_2O_3微粉和轻烧Mg O微粉为原料,于1 600℃保温5 h烧成,制备了φ50 mm×40 mm、内孔为φ25 mm×25 mm的镁铝尖晶石质坩埚试样。采用静态坩埚法,借助XRD、SEM+EDS研究了高温煤熔渣对试样的侵蚀行为。结果表明:1)侵蚀后的镁铝尖晶石材料结构疏松,出现较明显的裂纹,煤熔渣完全渗入试样内部。2)经煤熔渣侵蚀后的镁铝尖晶石材料,物相组成发生变化,除原有的镁铝尖晶石外,还有新物相镁铁铝复合尖晶石相存在。3)煤熔渣对镁铝尖晶石材料的侵蚀机制是物理渗透为主,化学熔蚀为辅。 展开更多
关键词 镁铝尖晶石 煤熔渣 镁铁铝复合尖晶石 侵蚀机制
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新疆高碱煤四喷嘴气化炉结渣特性研究 被引量：10
7
作者 吾买尔江·卡瓦 林雄超 +4 位作者 杨远平 吕俊鑫 周梦远 姚刚 王永刚 《洁净煤技术》 CAS 2019年第3期62-67,共6页
针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和... 针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和牧场煤以及2种煤的混煤进行气化试验,考察了煤中矿物质高温演变行为规律。结果表明,新疆煤中矿物质具有不均一性,在高温热转化过程中,矿物质相互作用发生一系列复杂的物理化学反应,导致形成的矿物质灰渣具有多样性。采用新疆煤为气化原料时,大量灰渣在气化炉渣口处积累,形成了层状灰渣,主要由Na、Ca、Mg和Fe的硅酸盐或硅铝酸盐共熔物和Na-Al-Si-O构成。新疆煤气化后不同形态灰渣中Na含量差别较大,Na含量差异导致矿物质灰渣的黏温特性及固化温度不同。通过热力学模拟发现,Na-Si-O体系中其初始液相形成温度仅为800℃左右,随着Na2O含量升高,其初始液相形成温度基本保持不变;混入一定量Al2Si2O7后,其液相初始形成温度迅速升高至1050℃左右。矿物质高温下发生熔融形成组分复杂的共熔物,随温度降低液态灰渣中具有高熔点的矿物质体系将结晶形成晶核,晶核迅速生长形成结晶颗粒而析出。在高温热转化过程,煤中活性Na可与石英黏土类矿物质发生反应生成低熔点的NaAlSiO4;而Ca、Mg和Fe等与酸性矿物质反应生成具有高熔点的硅铝酸盐矿物质,在降温过程中首先从熔渣中析出,导致堵渣的发生。通过选取或调配煤种的熔渣黏温特性和灰熔融温度与气化运行参数一致可预防煤灰结渣发生。 展开更多
关键词 高碱煤 熔融温度 配煤 结渣 水煤浆气化
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煤熔渣对SiC-MgAl2O4复合材料的侵蚀机制 被引量：3
8
作者 王岚 李红霞 +2 位作者 孙红刚 杜一昊 付晓晖 《耐火材料》 CAS 北大核心 2019年第5期359-362,共4页
为探索水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,以SiC颗料、MgAl2O4细粉、α-Al 2O 3微粉和MgO细粉为原料,在埋碳气氛下于1650℃保温5 h烧成制备了SiC-MgAl2O4坩埚试样,并采用静态坩埚法在埋碳气氛下进行了1500℃保温1 h的煤熔渣侵蚀试验,以研究... 为探索水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,以SiC颗料、MgAl2O4细粉、α-Al 2O 3微粉和MgO细粉为原料,在埋碳气氛下于1650℃保温5 h烧成制备了SiC-MgAl2O4坩埚试样,并采用静态坩埚法在埋碳气氛下进行了1500℃保温1 h的煤熔渣侵蚀试验,以研究高温煤熔渣对试样的侵蚀行为。结果表明:1)SiC-MgAl2O4材料经高温煤熔渣侵蚀后,煤熔渣沿着MgAl2O4基质渗入材料内部,产生明显裂纹;2)煤熔渣中的Fe元素在试验条件下与材料中的SiC发生氧化还原反应,在试样表面形成金属Fe,SiC被氧化形成的SiO 2向渣中溶解,提高了熔渣黏度,从而抑制熔渣的进一步渗透;3)煤熔渣对SiC-MgAl2O4材料的侵蚀机制主要包括向MgAl2O4基质的渗透和对SiC颗粒的氧化两个方面。 展开更多
关键词 SiC-MgAl2O4 煤熔渣 侵蚀机制 水煤浆气化炉 无铬化
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水煤浆气化操作条件对高铬耐火材料的影响 被引量：13
9
作者 宋林喜 《耐火材料》 CAS 北大核心 2001年第3期155-157,共3页
水煤浆气化是在高温、高压、强还原气氛下操作的 ,其气体成分及煤熔渣成分对耐火材料产生严重的侵蚀和损毁。通过分析气氛、熔渣及操作条件对耐火材料的影响 。
关键词 水煤浆 气化炉 煤熔渣 高铬耐火材料 气孔 操作条件
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高碱煤熔渣捕捉钠的核磁共振研究
10
作者 周小粮 胡兴雷 +3 位作者 孙叶柱 张忠孝 范浩杰 李辉 《锅炉技术》 北大核心 2022年第1期1-7,共7页
准东煤是良好的动力用煤且储量巨大,但碱金属含量过高导致沾污结渣严重。提出液态排渣的方式捕捉煤中碱金属的思路。采用模拟煤灰(SiO_(2)-Al_(2)O_(2)-Fe_(2)O_(2)-CaO-NaCl)代替准东煤灰进行熔融试验,并对样品进行固体核磁共振测试与... 准东煤是良好的动力用煤且储量巨大,但碱金属含量过高导致沾污结渣严重。提出液态排渣的方式捕捉煤中碱金属的思路。采用模拟煤灰(SiO_(2)-Al_(2)O_(2)-Fe_(2)O_(2)-CaO-NaCl)代替准东煤灰进行熔融试验,并对样品进行固体核磁共振测试与物相分析,探究煤灰主要成分对Na捕捉率的影响,并结合熔渣结构的变化分析捕捉机理。研究结果表明:Na被捕捉后进入到熔渣的Si-Al网状结构中;煤灰中Si和Al含量越多,Na的捕捉越高;Ca与Na争夺Si-Al网状结构中的配位,对Na捕捉起抑制作用;Si/Al比越高时,Na的捕捉率越高。 展开更多
关键词 高碱煤 钠捕捉 核磁共振 熔渣结构
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