【摘 要】
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影响煤气化过程的两个关键问题是煤气化反应活性和煤灰熔融特性,提高气化活性能提高能源利用效率,改善煤灰熔融特性能保证气化炉长周期稳定运行。本文选取高灰熔点淮南煤为研究对象,考察了钠钙添加剂对气化反应活性和煤灰熔融特性的影响规律。利用X-射线衍射仪(XRD)分析气化残渣的晶体矿物组成,并利用扫描电镜和X-射线能普仪(SEM-EDX)考察其微观形貌和微区化学组成,通过不同模型对动力学数据进行拟合,得出气
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影响煤气化过程的两个关键问题是煤气化反应活性和煤灰熔融特性,提高气化活性能提高能源利用效率,改善煤灰熔融特性能保证气化炉长周期稳定运行。本文选取高灰熔点淮南煤为研究对象,考察了钠钙添加剂对气化反应活性和煤灰熔融特性的影响规律。利用X-射线衍射仪(XRD)分析气化残渣的晶体矿物组成,并利用扫描电镜和X-射线能普仪(SEM-EDX)考察其微观形貌和微区化学组成,通过不同模型对动力学数据进行拟合,得出气化反应动力学参数,并确定了最佳模型,揭示了钠钙添加剂的作用机理。结果表明,添加4%单一钠系、钙系添加剂的煤灰流动温度均大于1400℃,添加4%钠钙复配添加剂(Na2CO3/CaCO3=7:3)时助熔效果最明显,流动温度为1370℃。因此,复配添加剂助熔效果优于单一添加剂。钠系添加剂可明显提高气化反应活性,活性强弱为:Na2CO3>Na2SO4>NaCl>Na2SiO3;钙系添加剂的催化效果相对较弱,活性强弱为:CaCl2>CaO≈CaCO3≈CaSiO3>CaSO4;钠钙复配添加剂中2.5%Na2CO3-2.5%CaO和2.5%Na2CO3-2.5%CaCO3两组实际反应性指数大于理论反应性指数,表现出明显的协同效应。添加钠钙添加剂的样品在气化过程中生成了双金属碳酸盐(Na2Ca(CO3)2),提高了钙在煤焦表面的分散性,两者之间产生了协同效应。由动力学计算表明,随机孔模型拟合效果最佳,均相模型拟合拟合效果最差,收缩核模型拟合效果介于两者之间,钠钙添加剂的引入可显著降低气化反应活化能,提高气化反应活性。图[37]表[7]参[83]
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