弱还原性气氛下Fe_2O_3对高灰熔点煤矿物变化行为影响的研究.pdf

第45卷第4期
应用化工
Vol 45 No 4
2016年4月
Applied Chemical Industry
Apr.2016
弱还原性气氛下Fe2_03对高灰熔点煤
矿物变化行为影响的研究
刘象,辛字,陶然,李寒旭
(安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001
摘要:利用XRD、SEM-EDX分析了添加Fe2O2的LNC牒灰在高温弱还原性气氛下的矿物组成、微观形貌及微区
化学组成变化情况。结果表明,Fe2O3的引入抑制了灰渣中莫来石的生成,高温下含铁矿物的生成及低温共熔降低
了煤灰熔点;在高Fe2O3添加量下,多余的赤铁矿转化为磁铁矿。在弱还原性气氛中,受CO浓度及渣中溶解[O]的
影响,未出现单质铁的析出现象。
关键词:煤灰;弱还原性气氛;矿物组成
中图分类号:TQ53:TQ54文献标识码:A文章编号:1671-3206(2016)04-0641-04
Effect of Fex O% on high melting coal ash mineral
behavior under reducing atmosphere
LIU Xiang, X/M Yu, 1A0 Ran, L1 Han-u
School of Chemical Engineering, Anhui University of Science &Technology, Huainan 232001, China
Abstract: The behaviors of mineral maer, surface morphologies and micro-chemical composition of NC
coal added with Fe2 0 were investigated under reducing atmosphere at high temperature by XRD and
EMD. The results show that the introduction of iron xie nbi te formation of mullite, the gener-
ation of iron-bearing minerals under high temperature and low temperature congruent melting reduces the
ash fusion temperature. The rest of hematite transformed into magnetite with high Fe O content Under re
ducing atmosphere, iron precipitation was not detected, which was affected by the CO concentration and
dissolved oxygen in molten slag
Key words. coal ash: reducing atmosphere: mineral matter
对于液态排渣煤气化技术而言,原料煤中的灰FeO、橄榄石、铁铝榴石等含铁矿物的影响,铁橄榄
在气化温度下发生熔融是一个必备条件。而高灰熔石较低的热稳定性,是其在煤灰烧结过程中,在较低
融温度煤,无法直接应用于液态排渣气化炉,目前研温度下即开始熔化的主要原因。然而我国典型煤灰
究认为,通过调控煤灰中的碱性组分含量,改变煤灰中Fe202含量的变化范围较大,不同煤种及不同气
矿物组成是降低煤灰熔融温度的有效手段2。氯中,Fe,0,对煤灰熔融温度的影响也不尽相同。因
Fe2O,作为煤灰中的碱性组分,在降低煤灰熔融温度此研究FeO对煤灰矿物转化行为的影响对加深煤
方面扮演着重要角色,很多学者对此也做了一些研灰熔融过程中矿物演变过程的认识及指导高灰熔融
究。其中李慧刚、李平等“的研究表明,Fe2O3在高
温度煤用于气化生产具有重要意义。本文利用
温下易与煤灰中其他矿物质反应生成低温共熔物,XRD、 SEM-EDX考察Fe203对高灰熔融温度LNC媟
从而达到降低煤灰熔融温度的目的。Xuan等研
究了Fe_0和气氛对灰渣结晶特性的影响,认为F。灰矿物组成、微观形貌及微区化学组成的影响
的化学性质及结构随气氛变化而改变,还原性气氛1实验部分
下,灰渣的熔融行为受Fe的影响很大。2hang等?1.1材料与仪器
认为煤灰在1000~1100℃的烧结行为主要受
实验采用INC煤,煤样的工业分析、元素分析、
收稿日期:2015-11-25修改稿日期:2015-12-08
基金项目:国家自然科学基金(21176003,21376006)
作者简介:刘象(1989-),男,山东滕州人,安徽理工大学在读硕士研究生,师从董众兵教授,主要从事洁净煤技术研究。
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