还原性气氛下钙镁对煤灰熔融性耦合作用机理研究

发布时间：2020-09-05 09:13

　　 本文选取硅铝比不同的三种高灰熔融温度煤,添加CaO、MgO及其复配助熔剂,探究钙镁复配助熔剂对不同硅铝比煤耦合作用降低煤灰熔融温度的规律,利用TG-DTA分析添加钙镁复配助熔剂后煤灰的熔融过程,同时还利用XRD、 SEM-EDX和热力学软件对煤灰进行晶体矿物组成测定、煤灰渣表观形貌和微区化学组成测定、高温相平衡组成计算,探究钙镁耦合的矿物表现形式及对煤灰熔融性的耦合作用机理。得出主要结论如下：(1)钙镁复配助熔剂对不同硅铝比煤灰熔融温度的降低作用均优于单助熔剂CaO和MgO。添加钙镁复配助熔剂,随CaO复配比例增加,LBH和DML煤灰熔融温度逐渐降低；PC煤灰熔融温度先下降后上升,表现出耦合作用,在助熔剂添加量为6%,CaO:MgO为5：5时,煤灰流动温度降至最低1297℃,助熔剂添加量不同,耦合作用表现显著的钙镁复配比例也不同。(2)Ca2+和Mg++共同作用破坏煤中原有的Si-O共价键,与非桥键氧离子O-形成O-Ca2+-O-、O--Mg2+-O离子键,把断裂的SiO2链连接在一起,促进链状、组群状、岛状的钙质和镁质硅铝酸盐矿物生成。钙长石、硅灰石、镁橄榄石、镁堇青石、顽火辉石、透辉石之间发生相互作用,使添加钙镁复配助熔剂后的煤灰渣在高温下主要以非晶熔体形式(液相渣)存在,XRD谱图呈现“馒头峰”,煤灰熔融温度显著降低。(3)在低硅铝比LBH煤和中硅铝比PC煤灰渣矿物转化行为中,钙镁耦合作用表现形式均为：①镁堇青石、钙长石和镁橄榄石间矿物共融；②钙长石和镁橄榄石间矿物共融。但是钙镁复配助熔剂在降低LBH煤灰熔融温度方面没有表现出耦合作用的原因是煤灰中A1203含量高导致在灰渣中生成大量的镁尖晶石,煤灰熔融温度受镁尖晶石含量的控制,且整体偏高。钙长石与镁橄榄石间的相互作用是钙镁耦合在低、中硅铝比煤灰矿物转化方面的主要表现形式,且在PC煤中钙长石与镁橄榄石发生低温共融的最佳比例为3.16。(4)在高硅铝比DML煤灰渣矿物转化行为中,钙镁耦合作用表现形式为：①透辉石；②透辉石、钙长石和顽火辉石间矿物共融；③透辉石、钙长石和硅灰石间矿物共融。透辉石的生成是钙镁在高硅铝比煤矿物转化过程中耦合作用的主要表现形式。透辉石与其他钙质、镁质矿物发生低温共融将煤灰熔融温度降至最低,随钙镁复配助熔剂中CaO配比增加,煤灰渣中透辉石的生成量增大,煤灰熔融温度逐渐降低。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ536.4

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本文编号：2812841