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助熔剂对淮南矿区煤灰熔融特性及粘温特性的影响

专 业: 化学工艺
关键词: 气化 灰熔点 助熔剂 灰渣 流动性
分类号: TQ53
形 态: 共 76 页 约 49,780 个字 约 2.381 M内容
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内容摘要


淮南煤炭资源丰富,煤质优良,但是由于淮南煤灰熔融温度很高FT>1500℃,因此不能直接应用于安徽淮化集团的Texaco水煤浆气化炉。

为解决这一问题,在淮南煤中添加适量的助熔剂来降低淮南煤灰熔点是一种行之有效的方法。

本文对所选的淮南矿区煤样分别添加ADN、ADC和ADF助熔剂及其复配物,考察煤灰熔点随助熔剂加量改变的变化趋势,并运用红外IR和X射线衍射XRD分析推测煤灰的熔融机理,通过生成的低温共融物解释助熔剂降低灰熔点的作用机理。

此外还考察了助熔剂对灰渣粘温特性的影响,并尝试建立了一种新的评价灰渣流动性的方法,通过此方法,可直观的反映出灰渣的流动特性,判断煤种对液态排渣工艺的适用性。

所得结论如下:1所用三种助熔剂均可不同程度降低淮南煤灰熔点,其中ADN和ADF助熔剂的降熔效果比较显著,如ADN助熔剂将HN115、HN119、KL1和HN113灰熔点降至1380℃所需的灰基加量分别为7.0%,11.7%,2.5%和9.6%。

2在复合助熔剂降低淮南煤灰熔点的实验中,固定助熔剂总添加量不变,调整两助熔剂之间比例。

实验结果表明:

助熔效果随ADC助熔剂比例的增大而减弱;而随着ADN助熔剂比例的增大,煤灰熔点下降趋势显著。

3IR和XRD分析结果表明,莫来石的含量决定了煤灰熔点,其含量越高,煤灰熔点越高。

助熔剂的加入可使煤灰在熔融过程出现的钙长石或钠长石的含量增高,便可促进其与莫来石等其它高熔点矿物的低温共熔反应的进行,从而使灰熔点下降。

4助熔剂对灰渣粘度也有显著的影响。

实验所用三种助熔剂均可降低淮南煤的灰渣粘度。

例如当助熔剂的灰基添加量为8.7%时,HN119在1380℃下的灰渣粘度可降至20Pa.s。

5建立的评价灰渣流动性的新方法,可通过灰渣流动的长度和宽度直观的描述灰渣流动特性。

将淮南煤与淮化Texaco气化煤种B1和G3的流动性进行对比,结果表明,淮南煤的灰渣流动性可通过添加助熔剂得到有效的改善,并可达到B1和G3煤的灰渣流动性。

本研究为工业生产提供了降低煤灰熔融温度的有效方案以及理论依据..……

全文目录


摘要
引言
1 文献综述
1.1 煤中矿物质
1.1.1 煤中矿物质种类
1.1.2 煤中主要矿物质的热分解
1.1.3 煤灰中的晶体矿物
1.2 气流床煤气化技术
1.2.1 德士古Texaco气化炉
1.2.2 壳牌Shell气化炉
1.3 煤灰熔融性研究进展
1.3.1 煤灰化学组成与灰熔融性的关系
1.3.2 煤灰矿物质组成与灰熔融性的关系
1.3.3 助熔剂对灰熔融性影响的研究进展
1.3.4 配煤对灰熔融性影响的研究进展
1.3.5 煤灰熔融性与相平衡关系
1.4 灰渣流动性的研究进展
1.4.1 灰渣粘温特性
1.4.2 其他行业的流体流动性的研究进展
1.5 煤灰高温行为模型的研究进展
1.6 论文研究内容
2 实验装置及主要分析方法
2.1 煤灰熔融性实验
2.2 煤灰粘温特性实验
2.3 红外光谱IR实验方法
2.4 X射线衍射XRD实验方法
2.5 灰渣流动性实验方法
3 助熔剂对淮南矿区煤灰熔点的影响
3.1 实验部分
3.1.1 实验煤样
3.1.2 助熔剂的选择及添加方案
3.1.3 实验方法和步骤
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 单助熔剂对淮南煤灰熔融特性的影响
3.2.2 复合助熔剂对淮南煤灰熔融特性的影响
3.2.3 助熔剂对配煤灰熔融特性的影响
3.2.4 助熔剂添加量与淮南煤灰熔点关系的数学模型建立
4 煤灰矿物行为对灰熔融特性的影响及助熔机理探讨
4.1 实验部分
4.1.1 实验煤样
4.1.2 实验方法和步骤
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 煤灰矿物组成的IR分析
4.2.2 煤灰矿物组成的XRD分析
4.2.3 助熔机理分析
5 灰渣粘温特性的研究
5.1 实验部分
5.1.1 实验煤样
5.1.2 实验方法和步骤
5.2 实验结果与讨论
5.2.1 淮南煤与淮化Texaco气化煤种的粘温特性比较
5.2.2 助熔剂对淮南煤灰渣粘温特性的影响
5.2.3 实验值与模型值的比较
6 灰渣流动特性测试方法的初步开发
6.1 灰渣流动特性测试方法的整体设计方案
6.2 灰渣流动特性的表征
6.2.1 灰渣流动性测量原理
6.2.2 灰渣流动性模型建立
6.3 实验部分
7 结论
参考文献

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中图分类: > TQ53 > 工业技术 > 化学工业 > 煤化学及煤的加工利用

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