韩 冬, 沈中杰, 梁钦锋, 许建良, 刘海峰

(华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室,洁净煤技术研究所,上海 200237)

氧化铁含量对煤渣冷却结晶特性的影响

韩 冬, 沈中杰, 梁钦锋, 许建良, 刘海峰

(华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室,洁净煤技术研究所,上海 200237)

以神府烟煤为原料制备煤渣,并在渣中添加氧化铁,研究氧化铁含量对煤渣冷却结晶特性的影响。采用高温热台显微镜(HTSM)观察不同降温速率下晶体的析出过程,使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析晶体微观形态以及元素组成,运用X射线衍射仪(XRD)检测晶相,并用热力学模拟软件Factsage模拟高温下煤渣的平衡相图。结果表明,惰性气氛下渣中氧化铁质量分数的增加会促进晶体的析出,减少晶体培育时间,提高晶体初始析出温度并增大晶体尺寸;当氧化铁质量分数达到30%时,析出晶体的Fe元素含量增加,析出晶体由钙高铁辉石晶体转变为磁铁矿晶体。

熔渣; 降温速率; 氧化铁; 结晶

气流床气化技术是最重要、应用最广泛、煤种适应性最好的洁净煤技术之一[1-2],一般采用液态排渣技术,要求煤的灰熔点低于气化炉内操作温度,煤灰期望黏度在5～25 Pa·s (黏度大于25 Pa·s时不利于熔渣的流动,可能导致排渣不畅,甚至气化炉停车的恶性结果)。气化炉内熔渣在降温过程中可能会析出晶体,导致熔渣黏度升高[3]。熔渣的化学组成影响着结晶行为和晶体本身性质。氧化铁是煤灰重要组成之一,对于高温熔渣的流变特性、结晶特性有重要的影响[4]。……