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高钠煤分布广泛,在中国、美国、澳大利亚均有所分布。尤其在中国,其储量巨大。然而在燃烧利用高钠煤过程中,烟气中富含可冷凝于受热面表面形成具有粘性的沉积层的气态含钠化合物,使得燃烧利用高钠煤锅炉沾污结渣严重,进而严重限制高钠煤的燃烧利用。为清洁、高效地高钠煤的燃烧利用,采取必要措施降低烟气中气态含钠化合物含量,势在必行。在此背景下,本文先进行了高钠煤燃烧过程中钠的释放规律的研究。随后进行了高钠煤煤灰、低钠煤煤灰及固钠剂的钠捕获性能研究,分析了其钠捕获性能并探讨了其钠捕获机制,以期为清洁、高效的高钠煤燃烧技术的开发及应用奠定理论基础。本论文的主要内容包括以下三部分:以高钠煤五彩湾煤(WCW)及哈密煤(HM)作为研究对象,选取低钠煤平朔煤(PS)作为对比煤样,利用高温气氛炉进行了燃烧实验,分别利用ICP-OES及XRD分析了不同燃烧温度下煤灰的钠含量及矿物质组成。结果表明:通过三种煤灰宏观形貌的比较可知,HM煤灰的软化温度最低(1100~1200oC),WCW煤灰的软化温度次之(1300~1400oC),而PS煤灰软化温度最高(>1500oC)。高钠煤燃烧过程中,气态含钠化合物存在于烟气中,且其含量随燃烧温度的增加而增加。煤中的钠主要释放温度区域为燃烧温度低于800oC段。与此同时,在燃烧过程中,煤灰中可溶态钠与其所含硅铝酸盐反应转为含钠硅铝酸盐而固定于煤灰中。以燃烧温度为900oC下制得的五彩湾煤灰(WCW-900)及哈密煤灰(HM-900)作为研究对象,燃烧温度为900oC下制得平朔煤灰(PS-900)作为对比样品,利用钠捕获实验装置进行了煤灰的钠捕获实验,分别利用ICP-OES及XRD分析了钠捕获实验前后样品的钠含量及矿物质组成的变化,研究结果表明:WCW-900处于钠饱和状态,不具备降低烟气中气态含钠化合物含量的能力,而HM-900及PS-900具备良好的钠捕获性能。随反应温度增加,HM煤灰的钠捕获量降低,但PS煤灰的钠捕获量增加,且钠捕获量的增加速率增加。在810~1000oC温度范围内,同一反应温度下,三种煤灰的钠捕获量排序均为:WCW-9002)及膨润土(Bentonite)作为钠捕获实验的研究对象,利用TG分析了样品的热稳定性。分别利用ICP-OES及XRD分析了经不同钠捕获实验前后的样品的钠含量及矿物质组成。研究结果表明:高岭土、二氧化硅及膨润土均有一定的钠捕获能力。其中,膨润土捕获性能最佳,高岭土次之,二氧化硅最低。反应温度为810oC及900oC时,高岭土的钠捕获量相等(0.10μg/g)。当温度增加至1000oC时,高岭土的钠捕获量增加至0.14μg/g。随温度增加,二氧化硅的钠捕获量先由0.02μg/g增加至0.05μg/g后降低至0.04μg/g,而膨润土的钠捕获量由2.16μg/g逐渐增加至2.33μg/g。高岭土、二氧化硅及膨润土均可通过与NaCl反应生成稳定的含钠矿物质,从而捕获烟气中的/钠。此外,高岭土及二氧化硅表面存在可捕获钠的活性位点。