准东煤及配煤的矿物相变及熔融机理

准东煤储量大,但其燃烧过程中严重的结渣和沾污特性对电站锅炉的安全经济运行仍然是一个极大的挑战.本文通过对准东煤低温灰化样的TGA-DSC分析,并对不同温度段的准东煤及配煤灰样辅以XRF、XRD的矿物识别及显微形态和组分的FSEM-EDS分析,得到了主要矿物的相变温度段及发生烧结和熔融的温度.研究表明:灰中对沾污结渣有重要贡献的含钠矿物在800℃以前大部分蒸发,未蒸发的含钠矿物的存在温度小于1150℃;在1280℃存在的矿物晶相以Ca(Mg,Fe)-Al-O、Ca(Mg,Fe)-Si-O、Fe-Ca-O等三元系如钙铝石、铁钙铝石、黑钙铁石、变硅黑石、钙镁硅石和铁橄榄石等及四元系的Ca-Al-Si-O,如钙铝黄长石等为主;分解产物CaO及熔体Fe-S-O促进了低温共融体的形成;富含Al的煤样按1∶9被掺入准东煤灰中,提高了该灰样流动温度,推迟灰熔融结渣的发生.

准东煤灰的矿物转化及熔融机理

准东煤在燃烧过程中严重的沾污结渣倾向对电站锅炉的安全运行造成严重危害。通过TGA-DSC综合热分析确定煤灰矿物相变的特征温度,并对不同特征温度下的灰样采用XRD和FSEM-EDS分析手段,得到了煤灰中主要矿物的相变和转化过程。研究表明,部分钠矿物以霞石的方式存在于煤灰中,因此留于煤灰中的Na在高温段以蓝方石的形式存在;随着温度的升高,煤灰中矿物晶相向多元系发展;相同元系数的矿物元素价态越高,其高温稳定性越好。煤灰的矿物转化伴随着物理相变,煤灰熔融宏观变化是灰中各矿物微观转化过程的大量积累结果。