“煤气化的灰化学”专题_中国煤炭行业知识服务平台

首页 > 专题

“煤气化的灰化学”专题

来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》2023年07期，共14篇研究成果。

行业视野: 煤化工
类别; 60个
关键词; 69位
专家; 14篇
论文; 7090IP
点击量; 3864次
下载量

煤气化渣玻璃体组成和含量对其碱激发反应活性的影响

作者(Author)：郭航昊, 王冀, 马志斌, 路广军, 郭彦霞

摘要：由于煤种及气化工艺不同,使煤气化渣玻璃体含量和组成存在一定差异。以壳牌煤气化渣为主要原料,通过升温诱导结晶方法,研究了煤气化渣玻璃体组成和含量对碱激发胶凝材料力学性能和微观形貌的影响机理。结果表明,煤气化渣基胶凝材料在最佳碱激发条件下抗压强度可达30MPa。高温诱导结晶导致煤气化渣中析出钙长石晶体,钙长石晶体的析出不仅降低了煤气化渣玻璃体含量,且提高了玻璃体中活性硅铝组分比例。碱性环境下,钙长石未参与溶解-聚合反应,玻璃体含量减少,降低了Si和Al溶出率,从而减少凝胶相生成,导致胶凝材料力学强度降低,玻璃体含量与胶凝材料力学性能呈线性相关关系;玻璃体中硅铝组分比例增加,影响Si和Al溶出比例,活性硅铝的溶出比例对碱激发剂的选择及凝胶相的生成具有一定影响。微观形貌分析表明:玻璃体含量较高的煤气化渣表面光滑,且碱性环境下生成的凝胶相较多,养护过程中,胶凝材料微观结构变得致密,力学强度增加。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

500

316
铁元素对煤气化过程矿物转化和熔融特性影响的研究进展

作者(Author)：沈中杰, 董子铮, 梁钦锋, 许建良, 郭晓镭, 代正华, 刘海峰

摘要：铁是普遍存在于煤中的重要元素,其含量和价态等参数是影响煤气化灰渣理化特性(矿物转化和熔融、结晶、黏温和流变性等)的关键因素。气化炉用煤的种类和操作工况(气氛和温度)等变化影响铁的赋存形态,含铁的煤气化灰渣呈不同理化性质,其研究对指导气化炉的顺畅排渣具有重要意义。综述了近年来学者对铁元素在气化灰渣的赋存形态、铁对煤气化灰渣的熔融特性、降温过程结晶性和黏温特性等研究进展。铁主要以FeO、Fe2O3、FeS和FeS2等形式存在于原煤中,在煤气化过程中转化为含铁的硅铝酸盐类物质,且受气体组分(CO/CO2/O2/H2)、化学组成和温度影响显著。因Fe3+具有强极性,难以与其他矿物反应,在氧化性气氛下的灰渣熔融温度较高;而CO、H2等气体具有较强的还原性,灰渣中的Fe2O3被还原为亚铁(Fe2+),其熔融温度降低,但还原为金属Fe时,其具有高熔点特性,灰熔融温度升高。煤气化灰渣中铁元素对熔融液态渣在冷却降温过程的结晶性能产生影响,包括含Fe的晶体种类、结晶温度、析晶条件、晶体形貌和尺寸等。其中,Fe与Ca在硅铝酸盐网状结构中的作用受气氛、温度和化学组成影响显著,主要为Fe/Fe2+/Fe3+三者的转化与钙长石类矿物的相互作用,影响含铁晶体转化和铁单质析出。阐明了煤气化灰渣中铁元素对其黏温特性的影响机制,包括黏度和临界黏度温度,铁的不同价态和含量是黏度变化和熔体结构转变过程的重要参数。最后,总结了铁元素对煤气化灰渣理化性质的作用,展望复杂气氛下(H2/CO/CO2)铁单质、离子态(Fe2+/Fe3+)等对煤气化过程矿物转化、灰渣熔融和结晶等物理和化学综合作用是明晰煤气化灰渣中铁元素作用的关键,需建立合适的含铁煤气化灰渣性质预测体系,为工业气化炉运行提供指导。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

551

297
高钠煤气化过程中的灰化学研究进展

作者(Author)：张显显, 白进, 孔令学, 李怀柱, 郭振兴, 白宗庆, 李文

摘要：煤气化是发展煤基大宗化学品及清洁燃料的关键技术,也是实现双碳目标的重要途径。准东高钠煤中碱金属钠含量高,气化过程中碱金属钠释放造成严重的灰释放问题,因此,探究准东高钠煤在气化过程中灰沉积、结渣机理及煤灰流动性对准东煤的清洁高效利用具有重要意义。鉴于此,综述了近年来气化过程中高钠煤的灰化学研究最新进展。总结了煤中钠的赋存形态及含量,阐明了气化过程中钠的迁移转化机制及钠释放导致气化炉受热面造成的灰沉积、结渣问题。由于高钠煤中钠释放主要受气化温度的影响,因此成灰温度不宜高于500℃。气化过程中易生成熔点低的含钠矿物质,降低高钠煤煤灰熔融温度。高钠煤中钙、铁含量高时,煤灰中钙长石及钙铝黄长石在高温下生成低温共晶体、Fe2+与煤中矿物质反应形成低熔点尖晶石均是加剧煤灰熔融的重要原因。同时,热转化过程中气氛对高钠煤中矿物演化具有一定影响。高钠煤灰的熔融区间窄,熔融速率快,表明高钠煤灰流动性强,由于Na+的离子势较低,O2-被Si4+夺取,导致桥氧键断裂成非桥氧键,熔渣网格结构解聚,黏度降低,其熔融机理符合“熔融-溶解”机理。降温过程中晶体的析出对黏度的影响至关重要。Na2O的引入降低了熔渣析晶体温度,改变晶体类型,同时降低熔渣的黏滞活化能及结晶能力。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

495

311
高温配煤对新疆高碱煤灰熔融特性的影响

作者(Author)：吕俊鑫, 林雄超, 吾买尔江·卡瓦, 杨远平, 鲍亚寒, 丁华, 王永刚

摘要：为了研究配煤对新疆高碱煤灰熔融行为的影响机制,采用碱金属含量差异较大的2种典型新疆准东煤按不同比例混合,探究混煤灰熔融过程中各个特征温度的影响规律及调控机制。利用XRD、SEM-EDX、XRF等对样品进行分析表征,考察单一煤灰和混煤灰在高温下的化学组成、矿物组成和微观形貌演变规律。利用Factsage对煤灰在高温下的相态转变及矿物组成变化进行热力学计算,揭示配煤对新疆高碱煤灰高温熔融行为的影响机制。结果表明,高碱煤灰中较高含量Na2O,在高温下形成长石类矿物,是导致灰熔融特性温度较低的主要原因。配煤改变了煤灰化学组成,使得煤灰中矿物质在高温下的演化行为发生变化,从而决定了混煤灰具有不同的熔融特性。但混煤灰的熔融温度变化与配煤比例呈现非线性关系。当MC煤与BS煤配比为1∶4时,混煤灰具有最低的灰熔融温度,当MC煤与BS煤配比为4∶1时,混煤灰熔融温度最高。高温煤灰中低熔点矿物拉长石、透辉石和培长石能够与石英和莫来石发生低温共熔,导致灰熔融温度降低。热力学计算结果表明,长石、堇青石、辉石和石英矿物质之间相互作用,在高温下形成低熔融温度共熔体,使得形成液相温度降低。热力学计算结果与X射线衍射结果具有相似性。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

487

264
煤气化细渣碳灰分离技术研究进展

作者(Author)：杨进进, 樊盼盼, 樊晓婷, 鲍卫仁, 王建成, 董连平, 樊民强, 常丽萍

摘要：基于我国富煤、贫油、少气的能源结构特点,煤炭在相当长的时间内仍然是我国最重要的化石能源。煤气化是现代煤化工发展的前沿技术,是实现煤炭清洁高效利用的有效途径,对实现国家高质量发展具有重要战略意义。煤气化过程中会产生煤气化细渣,煤气化细渣主要通过填埋的方式进行处理,不仅占用土地,污染环境,而且不利于煤化工企业的长远发展,气化细渣的高效处理再利用迫在眉睫。首先对气化细渣的理化特性进行了分析总结,气化细渣残碳含量与煤种、气化工艺条件、运行工况等因素均相关,但气化细渣的物理化学性质差别不大,主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3和C组成。气化细渣残碳含量一般在20%左右,因煤种和气化操作条件等的差异,部分地区气化细渣残碳含量高达50%,具有一定潜在的利用价值。目前,气化细渣的处理方式主要有筛分分级、重力分选和泡沫分选。系统总结了气化细渣的筛分分级、重力分选和浮选技术,通过筛分分级和重力分选技术,均可以无污染、绿色环保实现气化细渣低成本、高效率再利用。通过浮选强化,可以提高捕收剂在气化细渣残碳表面的吸附与铺展,改善气化细渣的疏水性。最后,根据国内外研究现状,提出了气化细渣分选研究方向。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

597

410
煤气化灰渣热处理利用技术研究进展

作者(Author)：周丽, 梁晨, 齐晓宾, 李伟, 任强强

摘要：作为煤化工的源头技术,煤气化是实现煤炭清洁高效利用的重要途径。但煤气化过程产生大量气化灰渣,资源化利用难度较大。目前,气化灰渣的处理主要以堆存为主,引起严重的环境和土壤污染问题,成为制约煤化工行业发展的短板。因此,亟需开发煤气化灰渣的规模化利用技术。聚焦流化床煤气化细灰和气流床煤气化细渣的热处理技术,综述各热处理技术的处置原理、处置能力和研究阶段。流化床气化细灰的处置方法包括水蒸气活化、燃烧、气化和熔融。为充分利用气化灰渣发达的孔隙结构、丰富的无定形炭结构和活性位点,确定了水蒸气活化制备活性炭的方案;料腿给料延长炉内停留时间的强化预热燃烧技术对气化细灰燃烧效率均超过98%,基于循环流化床的预热燃烧技术在实现气化细灰稳定脱碳的基础上还可控制NOx排放;流化床与气流床耦合再气化则通过提高气化细灰的气化反应温度来弥补其较差的反应活性;流化-熔融气化工艺利用循环流化床对煤气化细灰进行流态化改性,改性产物与二次气化剂同时给入熔融气化单元,再对改性飞灰进行高温熔融气化,实现了气化飞灰单一燃料常压再气化制取合成气。气流床气化细渣的热处理方法有掺烧和流化熔融燃烧。掺烧物料主要为原煤和生物质,但掺烧比例低,且气化灰渣大量灰对输灰系统等部件提出新的挑战;流化熔融燃烧采用气化细渣热改性-高效焚烧与矿相重构-熔渣高值化利用相结合的技术路线,实现煤气化细渣有机组分碳和无机组分灰的分质利用。目前,煤气化灰渣的热处理技术主要针对其中有机组分碳的脱除和利用,而其中的无机组分灰经热处理后仍为固体废弃物,未真正实现煤气化灰渣的无害化处置和资源化利用。因此,为实现流化床煤气化细灰的规模化处理和资源化利用,须根据热处理后无机矿物组分的特性研发对应的高值化利用技术,这将是未来主要研究方向。

免费下载

洁净煤技术

2023年第07期

521

244

首页上一页 1 2

推荐专家

王永刚

李伟

李文

推荐专题

亮点论文

推荐企业

群力

“煤气化的灰化学”专题

煤问提

煤传媒

煤视界

科技创新50强

会员中心