弱还原气氛下水稻秸秆对晋城无烟煤的助熔机理

以高灰熔点的晋城无烟煤和水稻秸秆为研究对象,通过CaO-Al_2O_3-SiO_2三元相图、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜耦合X射线能谱分析(SEM-EDX)研究了弱还原气氛下水稻秸秆对晋城无烟煤的助熔机理。随着水稻秸秆添加比例的增加,灰熔融特征温度呈下降趋势,灰中碱性氧化物CaO、Na_2O和K_2O含量增多,结渣指数Rb/a值在0.20-0.69;当水稻秸秆添加量为20%(质量分数)时,流动温度(FT)降低至1 369℃,可满足气化炉液态排渣的要求;水稻秸秆的添加降低了灰中液相出现的温度,增加了液相物质出现的比例和几率,使灰更易发生熔融;混合灰中所形成的钠长石等低熔点矿物质以及钙长石、石英和莫来石所形成的低温共熔物导致灰熔点降低。

助熔剂降低氧化铁矿深度还原温度的机理研究

本文通过对CaCO3、MgCO3、Na2CO3、K2CO3、Li2CO3等助熔剂进行深度还原试验,研究了不同阳离子和阴离子对氧化铁还原助熔作用及机理。研究结果表明,阳离子对氧化铁矿深度还原的助熔作用顺序为:K+>Na+>Li+>Ca2+>Mg2+。阴离子对氧化铁矿深度还原的助熔作用顺序为:CO2-3>F->O2->Cl-。选定助熔剂Na2CO3进行还原温度试验,随着还原温度升高,铁精矿品位和回收率也随之提高,但是温度过高导致生成更多的似长石类矿物,在物料表面生成深度还原阻碍层,从而降低选矿指标,因此确定还原温度为1050℃,使精矿品位和回收率分别达到93.03%和94.23%。

不同气氛下Ca-Fe二元助剂改变高硅铝煤灰熔融温度的规律和机制

准格尔高硅铝煤灰熔融温度(AFT)高,易引发液态排渣气化炉排渣口堵塞问题,需添加助熔剂降低AFT。利用灰熔融温度测试仪研究了不同质量比CaO/Fe_(2)O_(3)(Ca/Fe)助剂的助熔效果,结合热机械分析仪、热重-示差扫描量热仪、XRD以及热力学计算对比分析了氩气气氛与弱还原气氛下Ca-Fe协同助熔机理。研究发现,弱还原与氩气气氛下,AFT均随Ca/Fe增加先降低后升高,在Ca/Fe=1/1时AFT最低,但弱还原气氛下Ca-Fe的助熔效果优于氩气气氛。不同Ca-Fe助剂煤灰在变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)时对应的收缩程度差异较大,并且氩气气氛下熔融温度范围(DT~FT)内灰柱的收缩速率显著高于弱还原气氛下的收缩速率。氩气与弱还原气氛下煤灰的收缩过程均可分为三个阶段,且其收缩程度依次递增,但弱还原气氛下第一、二阶段收缩程度较氩气气氛下高。进一步研究表明第一阶段的收缩主要以化学反应引起的固相烧结为主,第二阶段以初始液相形成的液相烧结为主,而第三阶段的收缩行为最终决定煤灰的AFT。高温矿物演化行为显示莫来石和钙长石单独存在时AFT很高,但两者可以与含铁组分形成低共熔物降低AFT,并且Fe^(2+)可以促进低共熔物的形成,促使弱还原气氛下低共熔物的生成温度低于氩气气氛下的。

冷轧摩擦铁粉对河南九里山煤灰熔融性的影响

为实现冷轧磁过滤产物废弃物的资源化利用,结合大型煤气化气化炉液态排渣要求,考察了以冷轧磁过滤产物回收的摩擦铁粉的基本物化性质,研究了摩擦铁粉作为助熔剂对河南九里山煤(RC)灰熔融性的影响,通过X射线衍射研究了煤灰的矿物组成变化,并分析助熔机理过程。结果表明,冷轧摩擦铁粉的颗粒尺寸为0.6~16μm,远小于煤粒度(200μm),铁含量(以氧化物中的金属含量计)超过98%,可作为高熔点煤的铁基助熔剂使用。RC煤灰在高温下生成莫来石时,其灰熔融温度高达1 510℃,添加2%的摩擦铁粉为助熔剂可使RC煤灰熔融温度降至1 340℃,原因在于添加2.0%摩擦铁粉的煤灰以赤铁矿和石英为主,在弱还原性气氛下,含铁氧化物易被还原成FeO,FeO在高温下与煤灰反应生成铁橄榄石和铁尖晶石等低温共熔化合物,可降低煤灰熔融温度。