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不同气氛下Ca-Fe二元助剂改变高硅铝煤灰熔融温度的规律和机制

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准格尔高硅铝煤灰熔融温度(AFT)高,易引发液态排渣气化炉排渣口堵塞问题,需添加助熔剂降低AFT.利用灰熔融温度测试仪研究了不同质量比CaO/Fe2O3(Ca/Fe)助剂的助熔效果,结合热机械分析仪、热重-示差扫描量热仪、XRD以及热力学计算对比分析了氩气气氛与弱还原气氛下Ca-Fe协同助熔机理.研究发现,弱还原与氩气气氛下,AFT均随Ca/Fe增加先降低后升高,在Ca/Fe=1/1时AFT最低,但弱还原气氛下Ca-Fe的助熔效果优于氩气气氛.不同Ca-Fe助剂煤灰在变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)时对应的收缩程度差异较大,并且氩气气氛下熔融温度范围(DT～FT)内灰柱的收缩速率显著高于弱还原气氛下的收缩速率.氩气与弱还原气氛下煤灰的收缩过程均可分为三个阶段,且其收缩程度依次递增,但弱还原气氛下第一、二阶段收缩程度较氩气气氛下高.进一步研究表明第一阶段的收缩主要以化学反应引起的固相烧结为主,第二阶段以初始液相形成的液相烧结为主,而第三阶段的收缩行为最终决定煤灰的AFT.高温矿物演化行为显示莫来石和钙长石单独存在时AFT很高,但两者可以与含铁组分形成低共熔物降低AFT,并且Fe2+可以促进低共熔物的形成,促使弱还原气氛下低共熔物的生成温度低于氩气气氛下的.
The variety regulation and mechanism of high silica and alumina coal ash fusion temperature caused by Ca-Fe binary flux under different atmosphere

石文举、白进、孔令学、曹景沛、李文

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中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心,江苏徐州221116

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001

Ca-Fe助剂 高硅铝煤灰 灰熔融温度 熔融过程 助熔机理

22078352201703D421033

2022

10.11949/0438-1157.20220844

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(10)
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