碳物质对灰熔融性特征温度测定结果的影响研究

主要研究分析了采用封碳法测定煤灰熔融性时,高温炉中封入不同重量的石墨、不同种类的活性炭,特征温度测定结果之间的差异,并结合碳物质的固有属性定性探讨了其对试验气氛的影响规律。试验结果表明,针对不同规格的炉膛管,通过试验调整碳物质至最佳配比,方可准确实现对弱还原气氛的控制。

杨木灰的熔融特性及其影响因素分析

通过马弗炉灼烧实验考察了成灰温度对杨木灰表观形貌的影响,采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等方法对比分析了不同成灰温度(600、 800、 1 000℃)下制得的杨木灰的理化特性;采用灰熔点测试仪测试了杨木灰的熔融特征温度,揭示了杨木灰熔融特征温度与成灰温度和停留时间的关系。将成灰温度800℃、停留时间2 h的杨木灰处理至变形温度(DT)状态,分析熔融过程中杨木灰的理化特性,进一步研究杨木灰的熔融性能。结果表明:在停留时间为2 h的条件下,成灰温度为600℃时,杨木灰的主要矿物晶相为K_(2)SO_(4)、KCl、SiO_(2)、K_(2)Ca_(2)(SO_(4))_(3)、Na_(2)Si_(2)O_(5)等;成灰温度为800℃时,杨木灰的主要矿物晶相为MgSiO_(3)、Na_(2)Si_(2)O_(5)、Na_(6)Mg(SO_(4))_(4)、SiO_(2)、CaSO_(3)等;成灰温度1 000℃杨木灰的XRD图谱与800℃时较为相似。600℃时,杨木灰有明显的孔洞,表面结构比较完整;随着温度的升高,杨木灰表面结构有了明显的破坏,表面结构的孔洞逐渐增大,结构破碎。杨木灰的熔融特征温度与成灰温度呈正相关关系,而与停留时间无明显线性关系。800℃停留2 h得到的杨木灰的变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)分别为1 224、 1 254、 1 267和1 294℃。处理至DT状态下的杨木灰中絮状物消失,表面仍有少量孔洞,孔洞中有灰渣小颗粒嵌入。

煤灰中主要氧化物对宝日褐煤灰熔融温度的影响

针对煤灰中的主要氧化物成分进行不同比例的混合后制备出与原煤灰熔融性相近的模拟灰样品,在弱还原性气氛下对模拟灰样进行熔融特征温度的测定,并分析了各氧化物对灰熔融性的影响,指出在调整宝日褐煤灰熔融性的过程中,SiO2、Al2O3具有升高与降低的双重功效,Fe2O3、Na2O可充当良好的助熔剂,添加氧化钙可起到良好的阻熔作用。

利用热机械分析仪测定煤灰熔融性的研究

结合国标灰熔融性测定方法,利用热机械分析仪(TMA)对煤灰进行灰熔融性的测试研究。研究结果表明:国标灰熔融性测定方法得到的煤灰熔融特征温度无法定量描述煤灰在高温下的熔融行为,而TMA不仅能够获得煤灰的熔融性以及煤灰在整个加热过程中的熔融动态变化,同时可获得煤灰在高温下熔融的速率,因而可利用TMA定量测定灰熔融性,以指导液态排渣锅炉和气化炉的设计和操作。

准确测定煤灰熔融性的影响因素分析

结合国标GB/T 219—2008《煤灰熔融性的测定方法》,从煤样灰的制备、灰锥制作、灰锥在炉膛位置的放置、托板材料的选择、试验气氛、操作者的主观因素等方面,分析了影响煤灰熔融性测定结果准确性的多种因素,并提出了准确测定煤灰熔融特征温度应注意的相关事项。

生物质中矿物质在气化条件下的演变行为研究

以稻秸秆和玉米秸秆为原料,考察了弱还原性气氛以及550-1 300℃生物质中矿物质的变化,并采用Fact Sage软件对生物质中矿物质在高温下的演变行为进行了模拟。结果表明,生物质灰中Na和K元素的存在形式相对稳定,部分以气态氯化物的形式挥发出去,部分存在于低熔点硅酸盐或硫酸盐中;Si元素与Ca、Fe、Mg和Al四种元素形成的硅酸盐的变化形式较多,主要形成辉石[(Ca,Mg,Fe)_2Si_2O_6]、橄榄石[(Ca,Mg,Fe)_2SiO_4]和黄长石[Ca_2(Al,Mg)(Si,Al)SiO_7]三类物质,随着温度的升高,部分辉石会转化为橄榄石与黄长石,此三类物质相互作用易形成熔点较低的共熔体而导致矿物质的熔融。方石英和莫来石[Al_6Si_2O_(13)]是导致稻秸秆流动温度高于玉米秸秆的主要原因,莫来石最终转化为斜铁辉石[FeSiO_3]、铁尖晶石[FeAl_2O_4]和钙长石[CaAl_2Si_2O_8]等熔点较低的矿物质。