含V和Ni灰高温流动性的调控研究

发布时间：2021-07-13 00:12

　　以三种含V和Ni灰为研究对象,探索通过添加助剂和配煤两种途径来调控含V和Ni灰的流动性,利用XRD、SEMEDX和三元相图等分析方法,探究了两种方法调控含V和Ni灰流动性的机理。结果表明,灰中V和Ni在高温下形成难熔物钒氧矿和单质镍,配煤和添加CaO降低了V和Ni的含量,同时可降低除V和Ni以外灰组成的液相温度,进而降低灰的熔融温度。当灰中V和Ni的总含量低于30%时,配入助熔剂CaO可明显降低灰的熔融温度,但其黏温曲线转变为结晶渣类型。当灰中V和Ni含量高于30%时,需通过配入低熔点煤灰降低熔融温度,在满足气流床排渣要求的煤灰中配入5%的该灰后,其黏温特性仍满足气流床液态排渣的要求,但配比达到10%时,降温过程中析出大量的富钒尖晶石,使灰渣黏温曲线转变为结晶渣类型,其不再适合气流床液态排渣的要求。 

【文章来源】：燃料化学学报. 2017,45(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

三种灰样1500℃激冷渣的XＲD谱图

岷闲纬蒒i9S8。含V较高的P3灰在1500℃也主要形成了难熔钒氧矿(V2O3)，与P1相比，P3灰中CaO含量很低，没有形成钙长石。由此可见，含V和Ni灰渣高温下主要的难熔矿物质为钒氧矿(V2O3)和单质Ni。图1三种灰样1500℃激冷渣的XＲD谱图Figure1XＲDpatternsoftheashsamplesat1500℃An:anorthite(CaAl2Si2O8);Ni:nikel(Ni);Pe:pentlanlite(Ni9S8);V:V2O3CaO是调控高灰熔点煤流动性的常用助熔剂，对三种含V和Ni灰添加不同量的CaO，考察了助熔剂CaO对三种灰熔融温度的影响，图2(a)为P1灰的熔融温度随CaO含量的变化趋势。图2灰熔融温度随CaO含量的变化Figure2InfluencesofCaOonAFT(a):P1;(b):P3P1中V的含量高达25．93%，其灰熔融温度随CaO添加量的增加呈明显下降的趋势。一般气流床操作温度在1300－1450℃，稳定排渣要求灰渣的流动温度要低于操作温度50℃［12］。当CaO添加量超过16%时，P1的流动温度降低至1320℃，已满足液态排渣对灰渣流动温度的要求，CaO可以有效地改善P1灰渣的熔融性。图2(b)为P3灰熔融温度随CaO添加量含的变化趋势。P3中V的含量高到1166燃料化学学报第45卷

20．69%，其灰熔融温度也随CaO添加量的增加而呈现明显下降的趋势。当CaO添加量超过16%后，其流动温度降低至1350℃以下，也能满足气流床气化对流动温度的要求。但对于P2灰而言，当CaO添加量达到16%时，V2O5和NiO总含量仍高达30．2%，致使其流动温度仍高于1550℃。为进一步弄清CaO对灰熔融性的影响机理，对添加16%CaO的P1在不同温度下的激冷渣进行XＲD分析，具体见图3。由图3可知，从1100℃开始灰渣中有钙长石和钒酸钙(Ca3V2O8)生成，石英和石灰含量开始明显下降;在1200℃时P1中仍有CaO存在，钙长石衍射峰强度增强，高温下CaO继续反应生成钙长石。1300℃时，CaO的衍射峰消失，钒酸钙衍射峰强度增强，钙长石衍射峰强度有所降低，这是由于钙长石部分分解形成的CaO继续与氧化钒反应形成钒酸钙;钒酸钙不稳定，在温度1400℃时分解，生成的V2O5在还原条件下逐步被还原为钒氧矿(V2O3)。在1500℃下，灰渣仅剩难熔矿物质V2O3。P1灰添加16%CaO后，在1500℃钙长石衍射峰消失，而V2O3的衍射峰仍较强，由此可见，CaO的加入并没有对难熔矿物质钒氧矿(V2O3)起到助熔效果，而是降低了钙长石的生成，由此可见，添加CaO降低P1灰渣的主要原因是CaO降低了除V2O5以外灰组成的熔融性。图3不同温度下添加16%CaO的P1灰渣的XＲD谱图Figure3XＲDpatternsofP1with16%CaOatdifferenttemperaturesL:lime(CaO);An:anorthite(CaAl2Si2O8);V:V2O3;C1:orthovanadate(Ca3V2O8)图4SiO2-Al2O3-CaO三元组分相图Figure4TernaryequilibriumphasediagramforSiO2-Al2O3-CaO1167第10期王志刚等:含V和Ni灰高温流动性的调控研究


本文编号：3280933