不同形态矿物质对焦炭微观结构及其反应性的研究

发布时间：2020-12-13 01:13

　　本文通过向配合煤中添加或吸附铁系（Fe、FeCl2、FeCl3、FeSO4·7H2O、Fe2（SO4）3·x H2O）和铈系（Ce Cl3·7H2O、Ce（NO3）3·6H2O、Ce（CH3COO）3·x H2O）矿物质进行炼焦,利用XRD、SEM、BET、Cahn Thermax700高温热重分析仪等分析仪器研究不同种类、价态铁系和铈系盐对焦炭的显微强度（MSI）、结构强度（SSI）、粒焦反应性（PRI）、显微结构及动力学参数的影响。结果表明:（1）添加不同铁系和铈系矿物质炼焦,均使得焦炭MSI和SSI降低,且随着矿物质负载量的增加,降低的幅度变大;相同负载比例下,添加不同矿物质对所得焦炭的MSI和SSI的大小的顺序为:Fe>Fe2（SO4）3>FeSO4>FeCl3>FeCl2和Ce（Ac）3>Ce Cl3>Ce（NO3）3;添加或吸附铁系和铈系矿物质的焦炭,都使得焦炭PRI增加,且随着矿物质负载量的增加,增加的幅度变大;相同负载比例下,添加与吸附不同铁系和铈系矿物质对所得焦炭PRI影响顺序为:FeCl2>FeCl3>FeSO4>... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2粒焦反应性实验装置

（7）添加 5%FeCl2反应前 （8）添加 5%FeCl2反应后图 3.6 添加 FeCl2后焦炭 SEM 照片Fig 3.6 SEM image of coke after adding FeCl2从图 3.6 可知，反应前未添加矿物质所得焦样的表面较为“干净”，未出现大面积大颗粒的无定形碳和矿物质颗粒，其轮廓分明，孔均都比较小和浅，都是属于开气孔加入 FeCl2到马钢配合煤中所炼制得焦炭焦表面变得较为“粗糙”，小孔开始融并，中孔和大孔出现，气孔互相连通，甚至贯穿，使得焦炭的反应性提高，并且随着添加矿物质的量的增加，焦炭样品轮廓变得模糊不清，其表面出现一定面积的无定形碳和负载矿物质颗粒，说明添加 FeCl2严重损坏了焦炭的微观形貌，使得其孔隙变大。对比反应前后的 SEM 可以发现，反应后焦炭表面出现明显的气孔“塌陷”和“毛糙的现象，并且随着添加 FeCl2的量的增加，该现象的严重程度也出现增加。这是由矿物质 FeCl2催化作用，使得气化反应加快，焦炭表面由于大量碳在气化中被消耗所以形成了一种“毛糙”现象。并且 FeCl2的加入还会破坏了焦炭的成焦机理，使焦的结构被破坏，因此焦炭的质量就会变得很差。

41（13）添加 5%CeCl3反应前 （14）添加 5%CeCl3反应后图 3.7 添加 5%的不同铈系矿物质后焦炭 SEM 照片Fig.3.7 SEM picture of coke by adding 5% different cerium series minerals由图 3.7 可以看出，添加 5%的不同铈盐对所炼制焦炭的微观形貌影响不同，入 5%铈系矿物质炼焦所得焦炭的表面变得较为“粗糙”，大气孔多且较深。添加5%CeCl3对焦炭表面影响最大，表面出现了部分气孔“塌陷”的现象。对比反应前后现，反应后焦炭表面出现明显的气孔“塌陷”和“毛糙”的现象，添加 5%CeCl3对反应焦炭表面影响最大，表面出现了严重的气孔“塌陷及粉化”的现象。


本文编号：2913609