还原性气氛下准东煤煤灰熔融特性实验研究

摘要

准东煤是我国储藏量非常大的煤种，在现阶段环境压力越来越大的情况下，为了能够清洁高效利用准东煤煤炭资源，采用煤气化技术是一个必然的选择，对于还原性气氛下准东煤煤灰的熔融特性的研究更是必不可少。本文使用灰熔融特性实验台，对还原性气氛下降温过程中准东煤煤灰的熔融特性进行实验研究，并对比了准东煤和其他两种煤，考察还原性气氛下不同灰成分对于煤灰熔融特性的影响。
　　通过对不同温度激冷和不同降温速率下的准东煤灰渣样品的研究表明，加热到熔融态的灰渣样品在降温激冷析出晶体的过程中，存在一个晶体结晶速率率相对较高的温度区间，准东煤煤灰的温度区间在800℃~1200℃左右；熔融态的灰渣样品在降温析出晶体的时候有类质同象现象的产生，产生如含Mg钙黄长石等一类物质；在这个过程中，析出的晶体类物质在熔融态玻璃体内形成骨架结构，低温共熔物质填充了晶体骨架之间的孔隙结构，并且碱金属的含量越高，灰渣样品的表面形貌就越平滑，孔隙结构越少。
　　对三种煤灰成分在相同温度激冷条件下的实验结果表明，CaO的含量的多寡直接影响到煤灰内主要晶体物质的种类。煤灰中CaO含量越高，灰渣中越容易析出Ca元素所占比例比较高的晶体，比如三种煤灰渣样品内依次析出莫来石(3SiO2.2Al2O3)，钙长石（CaAl2Si2O8）和钙黄长石（Ca2Al2SiO7）。研究结果还表明，SiO2大量存在会使得灰渣中产生更多的玻璃体成分，能够降低晶体的结晶速率，碱金属和碱土金属则相反。准东煤灰渣的结晶速率比其他两种煤要大，在同样的降温激冷条件下，准东煤的结晶度更高，使得灰渣的物理化学性质更稳定；并从晶体结晶程度的角度对对准东煤容易结渣沾污的特性进行分析。

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第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景

1.2 灰渣的熔融特性研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 实验系统及仪器介绍

2.1 引言

2.2 煤灰熔融特性试验台系统

2.3 气体成分分析系统

2.4 扫描电子显微镜和X射线能谱仪

2.5 X射线衍射仪

2.6 陶瓷纤维马弗炉

2.7 热重分析仪

第3章 激冷温度对于煤灰熔融特性的影响

3.1 原始样品的制取

3.2 实验熔融温度的确定

3.3 熔融灰样品的SEM-EDS分析

3.4 样品矿物成分分析

3.5 熔融灰成分的类质同象现象以及结晶速率和温度的关系

3.6 准东煤灰样品表面碱金属元素分析

3.7 本章小结

第4章 不同降温速率以及不同煤种的煤灰熔融特性研究

4.1 不同降温速率对于准东煤煤灰的影响

4.2 不同煤种灰渣SEM-EDS和XRD分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

附录

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