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硅酸盐通报 2018年第8期37卷 2601-2605页

作者：景娟李兆锋西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055

利用X-射线荧光分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪、显微共焦激光拉曼光谱仪等手段,研究了航天炉粉煤加压气化粗渣的化学组成、物相组成和微观结构;并通过物理解离和筛分来分离气化粗渣中的碳,了解粗渣中碳的分布情况、微观... 详细信息

利用X-射线荧光分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪、显微共焦激光拉曼光谱仪等手段,研究了航天炉粉煤加压气化粗渣的化学组成、物相组成和微观结构;并通过物理解离和筛分来分离气化粗渣中的碳,了解粗渣中碳的分布情况、微观结构和存在形式。结果表明:(1)航天炉(HL-T)气化粗渣中含有大量的玻璃相和残碳,经过1000℃加热、自然冷却后析出钠长石和钙长石等晶体;(2)航天炉(HL-T)气化粗渣经过物理解离和筛分后,粗渣中的碳富集在粒径小的物料中。通过分析,此渣可用于制备泡沫玻璃。

关键词：航天炉(HL-T) 气化粗渣解离微观结构碳富集

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残碳对高温煤气化粗渣熔融及结晶行为的影响

残碳对高温煤气化粗渣熔融及结晶行为的影响

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作者：孟泽北方民族大学

学位级别：硕士

随着大规模现代煤气化技术的应用与发展,在燃烧和气化过程中原料煤中有机质的不完全转化对气化工艺的影响越来越受到广泛关注。而气化灰渣本身无机化学成分复杂,残碳存在时会与灰渣中的无机组分相互作用影响灰渣中的矿物质的转化,进而... 详细信息

随着大规模现代煤气化技术的应用与发展,在燃烧和气化过程中原料煤中有机质的不完全转化对气化工艺的影响越来越受到广泛关注。而气化灰渣本身无机化学成分复杂,残碳存在时会与灰渣中的无机组分相互作用影响灰渣中的矿物质的转化,进而引起气化设备的沉积、结渣和侵蚀等问题,严重时还会影响气化工艺的稳定、安全运行。同时高温液态熔渣在排出过程中对气化炉内壁的耐火材料侵蚀一直都是影响气化设备稳定运行和顺利排渣的关键因素。本文以实际煤气化粗渣为原料,主要研究了残碳对高温下熔渣的熔融行为、矿物质的结晶演化以及对三种不同耐火材料的界面侵蚀机理等方面的影响。论文的主要研究内容包括:1)通过研究残碳对实际煤气化粗渣的熔融及结晶固化行为的影响。当残碳存在时,残碳在高温下会与渣中的石英（Si O）和铁（Fe）发生碳热反应生成难熔矿物质FeSi,导致粗渣的流动温度高于脱碳粗渣的流动温度,进而使得粗渣的流动温度与变形温度范围较高（ΔT=153-155℃）。且含碳粗渣中无机熔体会团聚为球状颗粒;而脱碳熔体则并未出现球状团聚现象。这说明在冷却过程中残碳的存在对熔渣的表面张力有一定的影响。无论是含碳粗渣还是脱碳粗渣,急冷条件下结晶含量都明显低于自然冷却条件下结晶含量。2)进一步通过改变气化粗渣中的残碳含量来研究残碳含量对气化粗渣的熔融及结晶固化行为的影响,并阐明冷却方式对高温熔渣中碳迁移及碳热反应作用的机理。随着残碳含量从2%增加至20%时,ST和HT增加近120℃左右,且粗渣的FT升高近170℃。这是由于高温下残碳促使助熔含铁矿物质演化为难熔矿物质FeSi,提高了熔渣的流动温度;同时残碳含量的增加促使碳热反应更加充分,使得FeSi含量随之增加,且高残碳含量的熔渣中还会形成不熔骨架,使流动温度升高明显。含碳熔体经冷却后形成致密的硅铝酸盐基体和球状的富铁颗粒,且不同的冷却方式影响残碳在熔渣中迁移行为。残碳在自然冷却条件下会伴随着富铁颗粒从硅铝酸盐熔体中析出,并形成球状颗粒,而硅铝酸盐致密体中的残碳含量极低;且随着残碳含量的增加,富铁球状颗粒表面的残碳含量增加。急冷时熔渣中的残碳来不及大量迁移而是部分分散于熔渣致密烧结体中;且残碳在在富铁球状团聚物中的含量要高于致密部分的含量;随着残碳含量的增加,富铁球状颗粒还未来得及从硅铝酸盐熔体中明显析出,出现了凸起的球形轮廓。3)含碳熔渣在高温下对耐火材料表面的润湿行为和界面侵蚀特性影响的研究。含碳熔渣对三种耐火材料的润湿特性有着显著的区别。含碳熔渣润湿孔隙较小的高铝砖时所产生的液相不能进入高铝砖孔隙中与其发生界面反应,且残碳在熔渣中形成不熔骨架,导致熔渣黏度增加,所以残碳含量越高的熔渣对高铝砖的润湿性越差。对孔隙较大的莫来石砖而言,残碳与熔渣所产生液相的表面性质不同,液相会进入到莫来石砖孔隙中,导致残碳含量越高的熔渣液相更易进入到莫来石砖孔隙中,使得残碳含量越高的熔渣对莫来石砖的润湿性越好。对镁铬砖而言,残碳含量越高的熔渣中残碳与镁铬砖中CrO反应越充分,使得残碳含量高的熔渣对镁铬砖的润湿性越好,且熔渣中Si O也会与镁铬砖中Mg O发生反应生成低熔点矿物质MgSi O,加剧了含碳熔渣对镁铬砖的润湿性。不同残碳含量的熔渣对三种耐火材料的侵蚀机理不同。对于高铝砖和莫来石砖的侵蚀主要是通过物理渗透作用实现的;而熔渣对镁铬砖的侵蚀则主要是以渗透作用和化学侵蚀共同实现的。

关键词：气化粗渣残碳熔融行为结晶固化界面侵蚀

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清华炉气化粗渣残碳含量偏高的原因分析及建议

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第3期 351-352页

作者：冯廷盛新疆天业(集团)有限公司新疆石河子832000

主要分析新疆天智辰业化工有限公司清华炉水煤浆气化装置粗渣残碳含量偏高、气化效率较低的原因。综合讨论分析确定主要原因为配煤不合理、煤浆粒度较粗,并提出针对性解决措施和建议。

关键词：气化粗渣残碳水煤浆煤浆粒度

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复配型外加剂的制备及其在煤化工固废改性混凝土当中的应用研究

复配型外加剂的制备及其在煤化工固废改性混凝土当中的应用研究

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作者：范俊宾内蒙古大学

学位级别：硕士

由于我国特殊的能源结构“富煤、贫油、少气”,为了保障我国能源战略安全,国家因势利导,大力发展现代煤化工。然而,大量煤化工项目的建成投产,产生了大量煤气化固废,尤以煤气化产生的灰渣体量最大,难以处理,对环境造成了较为严重的影响... 详细信息

由于我国特殊的能源结构“富煤、贫油、少气”,为了保障我国能源战略安全,国家因势利导,大力发展现代煤化工。然而,大量煤化工项目的建成投产,产生了大量煤气化固废,尤以煤气化产生的灰渣体量最大,难以处理,对环境造成了较为严重的影响。气化灰渣是原煤经高温气化反应后残留的以煤中无机组分为主的固体废弃物,其主要成分是Si O、AlO、Ca O,FeO,与水泥主要成分类似。因此,将气化灰渣用作水泥混凝土的掺合料是最一种较为理想的选择。但是直接将煤化工固废掺混到水泥混凝土当中势必会影响混凝土的性能。混凝土外加剂是一种为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质,是制备混凝土不可或缺的材料之一。因此,通过开发高性能混凝土外加剂进而提高煤化工固废改性混凝土的性能是解决我国煤化工固废的一种有效手段。针对以上问题,作者在实验室制备了改性木质素外加剂、萘系外加剂、三聚氰胺系外加剂和聚羧酸外加剂四种外加剂,并对这四种外加剂的官能团和分子量进行了表征。论文进一步研究了单一外加剂、外加剂化学复配和物理复配对煤化工固废改性混凝土性能的影响。研究发现,外加剂复配可以有效提高混凝土性能,并降低外加剂使用成本。在所制备的四种外加剂中,萘甲醛缩合物和聚羧酸外加剂的减水效果最佳;物理复配时,木质素磺酸钠与萘甲醛缩合物复配时,质量比为3:7时减水效果最佳;木质素磺酸钠与聚羧酸减水剂复配时,质量比为4:6时减水效果最佳。而且化学复配效果也明显强于单一减水剂,且减小了添加剂生产成本。论文进一步研究了水泥、气化粗渣、气化飞灰、粉煤灰的物理特性,分析了各自的BET、XRF、FTIR和XPS,粉煤灰比表面积约为水泥4倍,飞灰和粗渣比表面积是水泥的十倍以上。气化粗渣和气化飞灰的主要成分所占比例大小依次是Si O、FeO、Ca O和AlO;粉煤灰的主要成分是Si O和AlO,其次是Ca O;水泥的主要成分是Ca O和Si O,两者总和约占总成分的68%。对水泥、飞灰、粉煤灰、纯水泥浆体、水泥掺合飞灰的浆体以及水泥掺合粉煤灰的浆体胶凝材料中的主要元素Al、Si、Ca、O结合能进行测试得出结果差异不大,证明在混凝土中采用煤化工固废取代部分水泥是可行的。论文从界面化学的基本理论出发,研究了高效减水剂在气化飞灰、气化粗渣、粉煤灰和水泥表面的吸附规律和静电特性。本文采用紫外可见光分光光度计研究了减水剂在水泥、粉煤灰、气化飞灰、气化粗渣和这些微粒主要成分上的吸附量,以期明确减水剂的吸附作用机制。通过吸附实验发现聚羧酸减水剂和萘系减水剂的吸附效果最好。萘系外加剂和聚羧酸外加剂的Zeta电位最高,表明这两种外加剂在混凝土中具有较高的分散稳定性。

关键词：减水剂净浆流动度胶砂流动度气化飞灰气化粗渣粉煤灰

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GSP干煤粉气化炉气化灰渣特性研究及其掺烧利用分析

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煤化工 2024年第2期52卷 113-118页

作者：杜钢范佳明杨会军国家能源集团宁夏煤业有限责任公司宁夏银川750411

为实现煤气化灰渣资源化、减量化、无害化利用,对某GSP干煤粉气化炉气化细渣和气化粗渣进行分析,研究气化灰渣的化学组成、粒径分布、显微结构、灰熔融特性和燃烧特性,并对其综合利用方向提出建议。结果表明:气化粗渣和气化细渣的烧失... 详细信息

为实现煤气化灰渣资源化、减量化、无害化利用,对某GSP干煤粉气化炉气化细渣和气化粗渣进行分析,研究气化灰渣的化学组成、粒径分布、显微结构、灰熔融特性和燃烧特性,并对其综合利用方向提出建议。结果表明:气化粗渣和气化细渣的烧失量分别为1.14%、35.15%,发热量分别为0.38 MJ/kg、10.83 MJ/kg;气化细渣和粗渣的主要化学组成是SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、CaO,粗渣中SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)质量分数总和为79.40%,粗渣可做建材、建工类原料使用;气化细渣的比表面积为203.01 m^(2)/g,平均孔径为5.61 nm,具备制备吸附剂和活性炭的潜质;气化细渣的燃烧失重率为34.74%,接近其烧失量,说明气化细渣具有一定燃烧反应活性;氧气浓度的增加可以明显改善气化细渣的燃烧特性。气化细渣掺烧再利用经济性分析结果表明:气化细渣掺烧不仅能够替代部分燃料煤,节约燃料成本,还可实现气化细渣资源化利用。

关键词： GSP干煤粉气化技术气化细渣气化粗渣燃烧特性掺烧利用

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新疆准东煤水煤浆气化灰渣特征研究

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煤炭加工与综合利用 2024年第7期 86-93页

作者：次东辉北京低碳清洁能源研究院北京102211

对新疆准东煤水煤浆气化灰渣的热值、烧失量、粒径、化学组成、孔隙结构、微观结构和燃烧特性等进行了研究,结果表明:气化细渣中热值和烧失量明显高于气化粗渣;气化粗渣和气化细渣的d 50分别为338.98μm和126.84μm;气化粗渣和气化细渣... 详细信息

对新疆准东煤水煤浆气化灰渣的热值、烧失量、粒径、化学组成、孔隙结构、微观结构和燃烧特性等进行了研究,结果表明:气化细渣中热值和烧失量明显高于气化粗渣;气化粗渣和气化细渣的d 50分别为338.98μm和126.84μm;气化粗渣和气化细渣的主要化学成分均为SiO 2、Al_(2)O_(3)、CaO和Fe_(2)O_(3),主要矿相都包括非晶态硅铝酸盐和碳,并夹杂着石英、方解石等晶相;气化粗渣和气化细渣的平均孔径分别为5.68 nm和5.56 nm,比表面积分别为85.81 m^(2)/g和202.88 m^(2)/g。采用扫描电子显微镜观察发现,气化粗渣主要由块状颗粒和球状颗粒组成,而细渣主要包括不规则颗粒、球形颗粒和絮团状颗粒,并在絮团状颗粒上附着和包裹球形颗粒,其中不规则颗粒和絮团状颗粒主要由C元素构成,而球形颗粒主要以硅铝酸盐为主。热重分析结果表明,气化粗渣和气化细渣的燃烧失重率为16.81%和35.04%,综合燃烧特性指数分别为7.16×10^(-8)%2/(min^(2)·℃^(3))和1.51×10^(-7)%2/(min^(2)·℃^(3))。

关键词：煤气化气化细渣气化粗渣理化性质燃烧特性

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