铁系复合助熔剂的开发及助熔机理的研究

论文摘要

本论文通过考察两种矿渣单助熔剂（Z1#和Z20#）及其不同比例的复合助熔剂对安庆石化Shell气化用煤A1煤灰熔融特性以及流动特性的影响,开发一种铁系复合助熔剂,使两种煤满足该工艺液态排渣的用煤要求,并利用X-射线衍射（XRD）以及Raman光谱分析煤灰中矿物形态的转变,结果表明：1.铁系复合助熔剂FH在3-5%添加量范围内即可使A1煤灰熔融温度降低到1400℃以下,具有一定的煤种适应性,并可较好的降低A1煤粘度,改善了煤灰的流动特性。2.通过对添加助熔剂前后的A1煤灰进行升温过程中的矿物演变分析,可知添加助熔剂后高温下矿物形态的转变导致了煤灰熔融温度的变化。随着温度升高,石英、硬石膏等结晶矿物含量逐渐减少；还原性气氛下,Fe203和硬石膏分解产生的CaO与石英、莫来石等物质生成铁尖晶石及钙长石,耐熔矿物含量降低,助熔矿物含量增高,从而降低了煤灰熔融温度。3.通过对不同助熔剂作用下A1样品熔融过程灰锥高度变化分析可知一定量的复合助熔剂作用下,增大Z20#的比例,可使煤灰熔程增大,改善煤灰熔融特性和流动特性。灰锥高度变化率极值温度即煤灰熔融性测定过程的特征软化温度,也在一定程度上体现了样品熔融特性的好坏。4.对煤灰的拉曼光谱分析表明高温拉曼光谱的测试与常温状态的测试有很大的差异,高温淬冷的物质并不能反应熔体熔融状态下的结构和组成。通过室温拉曼光谱分析可知,添加助熔剂后的煤灰样品中,产生了新的物质,这些物质结晶温度较低,从而降低了煤灰熔融温度。图44表13参80

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图或附表清单
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 Shell煤气化技术发展现状
• 1.2 煤灰熔融特性研究现状
• 1.2.1 矿物组成对灰熔融温度的影响
• 1.2.2 助熔剂对灰熔融温度的影响
• 1.3 煤灰渣流动性的研究现状
• 1.4 煤灰助熔机理及熔体结构的研究现状
• 1.4.1 煤灰助熔机理的研究
• 1.4.2 煤灰熔体结构的研究
• 1.5 研究内容
• 2 实验装置及主要分析方法
• 2.1 煤质分析
• 2.1.1 煤样的制备
• 2.1.2 工业分析
• 2.1.3 元素分析
• 2.1.4 煤灰熔融性实验
• 2.2 X-射线衍射（XRD）实验
• 2.3 拉曼光谱实验
• 2.3.1 激光拉曼光谱
• 2.3.2 高温拉曼光谱
• 3 助熔剂对煤灰熔融温度的影响
• 3.1 原料分析
• 3.1.1 实验煤样
• 3.1.2 助熔剂的选择与分析
• 3.2 单助熔剂对煤灰熔融温度的影响
• 3.2.1 钙系矿渣助熔剂对A1煤灰熔融温度的影响
• 3.2.2 铁系矿渣助熔剂对A1煤灰熔融温度的影响
• 3.2.3 单助熔剂对A1煤灰熔融温度的影响
• 3.3 铁系复合助熔剂对煤灰熔融温度的影响
• 3.3.1 针对A1煤铁系复合助熔剂的开发
• 3.3.2 针对B1煤铁系复合助熔剂的开发
• 3.4 适应性验证实验
• 3.4.1 铁系FH助熔剂对不同灰分A煤和B煤的适应性
• 3.4.2 铁系FH助熔剂对其他煤种的适应性
• 3.5 验证实验
• 3.5.1 重复验证实验
• 3.5.2 交叉验证实验
• 3.6 小结
• 4 煤灰渣粘温特性的研究
• 4.1 灰渣粘温特性的测试
• 4.2 灰渣流动特性的测试
• 4.3 煤灰流动温度的预测
• 4.3.1 数学模型的建立
• 4.3.2 灰流动温度的预测
• 4.4 小结
• 5 灰锥高度变化与煤灰熔融温度之间的关系
• 5.1 4%FH1复合助熔剂作用下灰锥高度变化分析
• 5.2 4%的FH复合助熔剂作用下灰锥高度变化分析
• 5.3 4%的FH2复合助熔剂作用下灰锥高度变化分析
• 5.4 4%的FH3复合助熔剂作用下灰锥高度变化分析
• 5.5 小结
• 6 利用XRD分析助熔剂助熔机理
• 6.1 煤灰矿物行为分析
• 6.1.1 A1煤灰升温过程中矿物演变分析
• 6.1.2 Z1#作用下A1煤灰升温过程中矿物演变分析
• 6.1.3 Z20#作用下A1煤灰升温过程中矿物演变分析
• 6.1.4 FH作用下A1煤灰升温过程中矿物演变分析
• 6.2 助熔机理分析
• 6.3 小结
• 7 利用拉曼光谱分析煤灰熔融机理
• 7.1 室温下煤灰拉曼光谱的研究
• 7.2 高温下煤灰拉曼光谱的研究
• 7.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果