宁夏高灰煤与向日葵秸秆的混合灰的熔融行为

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。