流化床氣化條件下煤灰低熔點共融物形成特性.pdf

1、煤灰熔融性是動力用煤和氣化用煤的一個重要特性，直接決定著煤炭燃燒或氣化利用方式的選擇、設計及其運行。流化床氣化技術(shù)由于具有煤種適應性強、污染物排放易于控制等特性是今后煤炭氣化技術(shù)發(fā)展方向之一。針對流化床氣化技術(shù)存在的床料熔融、團聚、積灰等重要過程，本文開展了對這些過程具有決定性影響的煤灰熔融特性的實驗和理論研究。 本文首先對煤灰的化學組成、礦物組成以及所處的環(huán)境條件(氣氛、壓力等)等因素對煤灰熔融特性的影響的研究現(xiàn)狀進行了文獻綜

2、述，并介紹了煤灰熔融溫度的不同測試方法。 在文獻綜述基礎上，通過組合智能灰熔點儀、差示掃描量熱(DSC)分析、壓力熱天平和X射線衍射分析儀相結(jié)合以及FactSage軟件計算等不同方法的特點和優(yōu)勢，研究了煤灰特性以及運行環(huán)境條件(氣氛、溫度和壓力)對煤灰熔融特性的影響特性。氧化性氣氛和還原性氣氛下的特征溫度均高于弱還原性氣氛下的特征溫度；由H<,2>和CO<,2>組成的氣氛下的灰熔點要低于CO和CO<,2>組成的氣氛下的灰熔點。由

3、壓力熱天平和XRD分析得到增大壓力能夠促進低溫共熔體的生成，促進低溫熔融，但是因煤種不同而不同。利用FactSage可以得到已知灰成分的煤灰的熔融區(qū)間和熔融速率較快的溫度區(qū)間，可以用來初步估計煤灰的熔融特性。并利用DSC曲線得到煤灰熔融過程的活化能和頻率因子。 最后利用所搭建的壓差法測量煤灰燒結(jié)溫度實驗臺分別研究了灰樣放置裝置、時間、氣氛、煤灰成分對煤灰燒結(jié)特性的影響。惰性氣氛(N<,2>)下的燒結(jié)溫度與氧化性氣氛(O<,2>、

4、CO<,2>)下的燒結(jié)溫度近似相等，還原性氣氛(H<,2>、CO)下的燒結(jié)溫度低于氧化性氣氛(O<,2>、CO<,2>)下的燒結(jié)溫度，CO氣氛下的燒結(jié)溫度高于H<,2>下的燒結(jié)溫度。在氧化性氣氛下，隨煤灰中CaO、Na<,2>O、K<,2>O含量增加，煤灰燒結(jié)溫度逐漸降低。在典型流化床氣化氣氛(弱還原氣氛)下，煤灰燒結(jié)溫度隨Fe<,2>O<,3>、CaO、Na<,2>O、K<,2>O含量增加而增加。燒結(jié)不僅與溫度有關，還與時間有關。在達